学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

泡沫铝激光焊接及制备技术研究

作　者: 张迪
导　师: 罗震
学　校: 天津大学
专　业: 材料工程
关键词: 泡沫铝激光焊接头性能波动性 ANSYS 电磁屏蔽热传导
分类号: TG457.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 5次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

泡沫铝同时具有金属和气泡的特征。它密度小、耐高温、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、吸收冲击能力强、防火性能强、耐候性强、有过滤能力、电磁屏蔽性高、成形精度高、易加工、易安装、可进行表面涂装。泡沫铝的这些优异的性能使其在当前的材料领域具有广阔的应用前景，是非常具有开发前途的工程材料，尤其是在航天事业、交通运输工业和建筑结构工业等方面。目前对于泡沫铝结构特性和功能特性以及制备工艺的研究比较多，但是对于泡沫铝的成型工艺，尤其是连接工艺则研究的较少，目前比较成熟的连接工艺有胶粘和钎焊，而泡沫铝的熔化焊的连接方式目前还是一个空白，所以本文采用当前应用广泛的高能束焊接方法——激光焊接方法来进行泡沫铝的焊接。本文主要研究内容如下：（1）采用冷压—溶解—烧结法制备不同孔隙率的泡沫铝，从而进一步了解泡沫铝的内部结构，为接下来连接工艺的研究奠定基础；（2）利用激光焊接方法对孔隙率为70%的泡沫铝进行焊接，确定最优的工艺参数，同时利用302AB结构胶对相同孔隙率的泡沫铝进行粘接，并对两种连接接头进行拉伸试验；（3）对泡沫铝激光焊接接头抗拉强度数值进行分析，从而确定激光焊接工艺的正确性，并且通过抗拉强度对比和波动性分析，证明激光焊接工艺的优越性；（4）通过ANSYS有限元软件模拟泡沫铝的电磁屏蔽特性和传热特性，并研究焊接接头对泡沫铝电磁屏蔽特性和传热特性的影响。通过实验及模拟得到了以下结论：（1）冷压—溶解—烧结法适用于制备孔隙率70%以下的泡沫铝；（2）通过加入铝合金（6061）中间过渡层可以实现泡沫铝的激光焊接，按照一定的焊接顺序进行双面——四道焊接，可以得到较好的焊接质量。焊接接头的抗拉强度值为2.97MPa，基本达到了泡沫铝母材的抗拉强度值；（3）通过波动性分析，激光焊接接头和粘接接头的抗拉强度值的变异系数分别为5.39%和7.52%，说明激光焊接接头的波动性较低，可靠性更好；（4）根据ANSYS有限元软件的模拟结果，铝合金过渡层的加入使泡沫铝整体的电磁屏蔽效能只降低了4.32%，并且不影响传热过程中模型末端的温度变化趋势，证明了激光焊接接头对泡沫铝的这两种特殊属性基本没有影响。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-17
  1.1 泡沫铝材料的研究发展概括  8-9
  1.2 泡沫铝材料的结构和性能  9-12
    1.2.1 泡沫铝材料的结构  9-10
    1.2.2 泡沫铝材料的性能  10-12
  1.3 泡沫铝材料的应用  12-14
    1.3.1 结构方面的应用  12-13
    1.3.2 功能方面的应用  13-14
  1.4 泡沫铝材料的连接  14-16
  1.5 本文的主要研究内容  16-17
第二章泡沫铝的制备  17-26
  2.1 泡沫铝的制备方法概述  17-18
  2.2 泡沫铝的制备过程  18-21
    2.2.1 实验原料  18-19
    2.2.2 实验设备  19
    2.2.3 实验过程  19-21
  2.3 主要实验参数分析  21-23
  2.4 实验结果分析  23-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章泡沫铝的连接  26-37
  3.1 泡沫铝的激光焊接  26-32
    3.1.1 激光焊接方法简介  26-27
    3.1.2 实验设备和材料  27-28
    3.1.3 实验方法  28-32
  3.2 泡沫铝的粘接  32-35
    3.2.1 粘接方法简介  32-33
    3.2.2 泡沫铝的粘接实验  33-35
  3.3 泡沫铝连接接头的连接机制  35-36
    3.3.1 激光焊接的连接机制  35-36
    3.3.2 粘接的连接机制  36
  3.4 本章小结  36-37
第四章泡沫铝焊接接头性能分析  37-57
  4.1 拉伸实验  37-39
    4.1.1 泡沫铝母材的拉伸实验  37-38
    4.1.2 接头的拉伸实验  38-39
  4.2 连接接头抗拉强度评定  39-42
    4.2.1 泡沫铝母材的抗拉强度  39-40
    4.2.2 泡沫铝连接接头的抗拉强度  40-42
  4.3 泡沫铝连接接头波动性评定  42-45
    4.3.1 波动性测定简介  42-43
    4.3.2 泡沫铝连接接头的波动性分析  43-44
    4.3.3 焊接接头与粘接接头的对比  44-45
  4.4 连接接头对泡沫铝电磁屏蔽特性的影响  45-51
    4.4.1 引言  45-46
    4.4.2 屏蔽原理  46
    4.4.3 基于 ANSYS 泡沫铝电磁屏蔽特性的模拟  46-49
    4.4.4 泡沫铝焊接接头对电磁屏蔽特性的影响  49-51
  4.5 连接接头对泡沫铝传热特性的影响  51-56
    4.5.1 引言  51-52
    4.5.2 传热机理  52
    4.5.3 基于 ANSYS 的泡沫铝传热特性模拟  52-54
    4.5.4 泡沫铝焊接接头对传热特性的影响  54-56
  4.6 本章小结  56-57
第五章结论与展望  57-59
参考文献  59-63
发表论文和参加科研情况说明  63-64
致谢  64

泡沫铝激光焊接及制备技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文