碳纤维增强热塑性复合材料/铝合金激光搅拌焊接实验及仿真研究

碳纤维增强热塑性复合材料/铝合金激光搅拌焊接实验及仿真研究

论文摘要

为降低碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)与铝合金进行激光焊接时,激光加热对铝合金造成的焊接缺陷,提升焊接接头的力学性能,将激光搅拌焊接方法引入到铝合金与CFRTP的焊接中。通过与传统的激光直线焊接方法进行对比后发现:在相同的激光功率和焊接速度下,激光搅拌焊接接头的连接强度为传统激光直线焊接的3.25倍;激光搅拌焊接还可以显著减少气孔缺陷,获得较好的焊缝形貌。为进一步研究CFRTP/铝合金激光搅拌焊接的机理,对CFRTP/铝合金激光搅拌焊接温度场进行仿真分析,结果表明:铝合金表面的温度场呈非等幅振荡形式变化,且出现了两个峰值,这是激光搅拌焊接能够降低焊接缺陷的主要原因之一。同时,对铝合金焊缝的熔深、熔宽进行计算,并与测量结果进行对比,仿真结果与实验结果的误差在9.87%以内。

论文目录

  • 1 引 言
  • 2 实验设计
  • 3 实验结果及分析
  •   3.1 激光搅拌焊接与激光直线焊接的力学性能和缺陷比较
  •   3.2 焊接参数对接头连接强度的影响
  • 4 数值模拟分析
  •   4.1 CFRTP/铝合金激光搅拌焊接热源模型及有限元模型
  •   4.2 温度场的基本特征及分析
  •   4.3 模拟结果与实验结果的对比
  • 5 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 贾少辉,贾剑平,焦俊科,徐子法,欧阳文泰,张文武

    关键词: 激光技术,激光搅拌焊接,碳纤维增强热塑性复合材料,铝合金,焊接缺陷,连接强度

    来源: 中国激光 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 材料科学,金属学及金属工艺

    单位: 南昌大学机电工程学院,中国科学院宁波材料技术与工程研究所

    基金: 国家自然科学基金“两化融合”联合基金(U1609208),中国科学院青年创新促进会资助项目(2017343),国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金(COMASFGS201736734),深圳市基础研究布局项目(JCYJ20150529162228734),宁波市国际合作项目(2017D10007)

    分类号: TG456.7;TB33

    页码: 109-117

    总页数: 9

    文件大小: 3242K

    下载量: 302

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