目錄
《21世紀(jì)先進制造技術(shù)叢書》序
序
前言
第1章 高速列車激光-電弧復(fù)合焊接過程機理 1
1.1 高速列車用材料及激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù) 1
1.1.1 高速列車結(jié)構(gòu)概述 1
1.1.2 高速列車用材料及其焊接性分析 3
1.1.3 激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù) 6
1.2 激光、電弧與材料之間的相互作用 10
1.2.1 激光和電弧的相互作用 10
1.2.2 復(fù)合等離子行為 10
1.2.3 匙孔效應(yīng) 15
1.2.4 能量傳輸特性 17
1.2.5 熔滴過渡行為 17
1.2.6 溶池動態(tài)特征 23
1.3 激光-電弧復(fù)合焊接冶金特征 24
1.3.1 激光-電弧復(fù)合焊接熔池?zé)釄龇植继卣?24
1.3.2 鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接接頭組織 26
參考文獻 35
第2章 高速列車激光-電弧復(fù)合焊接關(guān)鍵工藝技術(shù) 37
2.1 高速列車焊接工藝現(xiàn)狀 37
2.1.1 鋁合金車體MIG焊接技術(shù) 37
2.1.2 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架MAG焊接技術(shù) 38
2.1.3 其他焊接技術(shù) 39
2.2 激光-電弧復(fù)合焊接關(guān)鍵工藝參數(shù)匹配 40
2.2.1 激光-MAG復(fù)合焊接激光與電弧參數(shù)的匹配 40
2.2.2 工藝參數(shù)對鋁合金焊縫成形的影響 43
2.2.3 激光-MIG復(fù)合焊接激光與電弧空間位置關(guān)系 46
2.3 鋁合金激光-電弧復(fù)合焊接氣孔控制技術(shù) 54
2.3.1 氣孔形成機理 54
2.3.2 氣孔對接頭性能的影響 60
2.3.3 氣孔的抑制措施 67
2.4 鋁合金激光-電弧復(fù)合焊接 70
2.4.1 裂紋產(chǎn)生原因 70
2.4.2 裂紋控制措施 72
2.5 激光-電弧復(fù)合焊接接頭應(yīng)力與變形 73
2.5.1 焊接殘余應(yīng)力的測試 73
2.5.2 應(yīng)力與變形分布規(guī)律 74
2.5.3 應(yīng)力與變形調(diào)控措施 76
參考文獻 77
第3章 激光-電弧復(fù)合焊接數(shù)值模擬 78
3.1 焊接數(shù)值模擬技術(shù) 78
3.1.1 焊接熱過程的數(shù)值模擬 78
3.1.2 焊接應(yīng)力與變形的數(shù)值模擬 82
3.1.3 焊接熔池流動行為的數(shù)值模擬 85
3.2 激光-電弧復(fù)合焊接熱源模型 87
3.3 電弧熔池的耦合數(shù)值分析 88
3.3.1 基本假設(shè) 88
3.3.2 控制方程 89
3.3.3 計算域模型與求解 91
3.3.4 電弧熔池耦合溫度場 93
3.3.5 電弧熔池耦合流場 93
3.4 激光-電弧復(fù)合焊接的溫度場模擬 95
3.4.1 激光-電弧復(fù)合焊接模型 95
3.4.2 計算模型及邊界條件 96
3.4.3 激光-電弧復(fù)合焊接的溫度場分布 97
3.5 大型結(jié)構(gòu)激光-電弧復(fù)合焊接的有限元分析 98
3.5.1 試驗條件及數(shù)值模型 98
3.5.2 激光-電弧復(fù)合焊接接頭的溫度場分布及固有應(yīng)變提取 99
3.5.3 大型結(jié)構(gòu)激光-電弧復(fù)合焊接的變形分布 102
參考文獻 103
第4章 激光焊接過程智能化系統(tǒng) 104
4.1 智能化和信息化在激光焊接過程中的應(yīng)用 104
4.1.1 智能化焊接的概念 104
4.1.2 轉(zhuǎn)向架智能激光焊接系統(tǒng) 106
4.2 激光-電弧復(fù)合焊接過程視覺監(jiān)測 110
4.2.1 激光焊接熔池形態(tài)監(jiān)測技術(shù) 111
4.2.2 激光-電弧復(fù)合焊接焊縫三維掃描技術(shù) 112
4.2.3 激光-電弧復(fù)合焊接焊技術(shù) 115
4.3 激光焊接過程的跟蹤技術(shù) 117
4.3.1 激光三維掃描技術(shù) 117
4.3.2 激光焊接跟蹤技術(shù) 119
4.3.3 激光焊接過程的路徑規(guī)劃 120
4.3.4 激光焊接過程的離線編程技術(shù) 122
4.4 激光焊接過程質(zhì)量監(jiān)測技術(shù) 123
4.4.1 基于激光熔深在線監(jiān)測技術(shù)的質(zhì)量反饋 124
4.4.2 激光焊接的光譜診斷 126
4.4.3 匙孔行為的質(zhì)量監(jiān)測 128
參考文獻 131
第5章 高速列車激光-MIG復(fù)合焊接接頭的服役性能與安全可靠性 134
5.1 激光-MIG復(fù)合焊接接頭靜強度分析 134
5.2 激光-MIG復(fù)合焊接接頭腐蝕行為 137
5.2.1 A7N01鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接接頭腐蝕及時效制度的影響 138
5.2.27 B05鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接接頭腐蝕及擴展形式 139
5.2.3 A7N01鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接接頭各微區(qū)腐蝕性能 143
5.2.4 激光-MIG復(fù)合焊接接頭腐蝕疲勞性能 152
5.3 可靠性分析 157
5.3.1 焊接接頭的疲勞及影響因素 157
5.3.2 焊接接頭的疲勞強度分析方法 159
5.3.3 A7N01S-T5鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接接頭疲勞性能 161
5.3.4 A6N01S-T5鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接接頭疲勞性能 170
5.3.5 A6N01S-T5鋁合金薄板的疲勞性能特征 172
參考文獻 175
彩圖