【摘 要】
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随着公众对环保问题的日益重视,汽车零部件的轻量化要求也日益提高。相比于传统金属材料,铝合金力学性能优,抗腐蚀性好,在汽车零部件领域有较大的应用范围。对于某汽车零件,为了结构件减重,需要采用高强度的6082-T6铝合金,为了保证结构件强度,避免连接区(焊缝)造成强度降低,不能采用熔化焊。而室温下电磁脉冲连接工艺有可能解决上述问题,因此,本文围绕6082-T6管-轴电磁脉冲连接工艺,通过工艺实验、数值
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随着公众对环保问题的日益重视,汽车零部件的轻量化要求也日益提高。相比于传统金属材料,铝合金力学性能优,抗腐蚀性好,在汽车零部件领域有较大的应用范围。对于某汽车零件,为了结构件减重,需要采用高强度的6082-T6铝合金,为了保证结构件强度,避免连接区(焊缝)造成强度降低,不能采用熔化焊。而室温下电磁脉冲连接工艺有可能解决上述问题,因此,本文围绕6082-T6管-轴电磁脉冲连接工艺,通过工艺实验、数值模拟、接头力学性能测试和微观分析,进行工艺可行性探索研究。通过有限元软件LS-DYNA分析在变形连接过程中的加速碰撞过程以及不同工艺参数对碰撞速度与碰撞角度的影响规律,为电磁脉冲试验提供辅助分析与指导。并设置了使用集磁器与不使用集磁器两种模拟方案。模拟发现,使用集磁器时管件环向的撞击速度较为均匀。在不使用集磁器时,管件环向撞击速度与管-线圈相对位置密切相关。同时,管撞击芯轴时的碰撞角度与撞击速度也会随着管-轴间隙的加大而加大。这主要是因为洛伦兹力的方向与磁场沿轴向分布不均匀,加速距离不同造成的。通过数值模拟得到间隙为2.2mm时较为合适。结合模拟结果进行工艺试验。对于1.5mm壁厚管件,当管件端面低于线圈线头两匝时,管-轴间隙为1.95mm及以上时,放电电压为13kV及以上时,可以达成冶金连接。同时探索不同工艺参数对电磁脉冲成形对管件变形行为的影响。随后,对已达成连接的试验件,基于接头力学性能测试和微观组织分析,结果表明:当用2.2mm间隙时,有效连接区最长,连接区抗剪强度介于150~180MPa之间,约为母材抗剪强度的80%~90%。在距离管端2~6mm的区域内,管与芯轴可以实现冶金连接。靠近管端一侧外管因强烈反弹破坏连接条件。但连接区存在气孔、微裂纹与氧化物等缺陷。最后对改良线圈结构,提高线圈使用寿命做出了分析,提出了自己的意见。
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