花紋鋁板塑性流動性能

       降低產品成本,為節約資源.需要實現諸如冰箱、空調的銅管與鋁管等異種金屬管的連接。前人進行過大量的研究,提出了許多種連接工藝方法與技術,但這些技術基本上屬于焊接技術范疇,均存在焊接工藝過于復雜或焊接質量不盡人意等不足,特別是對于焊接性差異很大的異種金屬。對此,為有效解決花紋鋁板這些問題本文基于塑性流動原理提出了一種固相連接方法—復合塑性流動連接。本文首先進行了連接裝置系統的構思,連接部分主要由旋壓頭、模具、旋轉夾具組成,旋壓頭與模具共同作用產生了金屬塑性流動區。應用流函數理論,對金屬的流動特性進行了理論分析,把握了非塑性區與塑性區的關聯性和金屬塑性流動的規律。并對連接的塑性區金屬進行了應力應變分析,掌握了金屬的變形規律。理論分析的基礎上,運用有限元軟件進行了仿真實驗的研究。通過對花紋鋁板模型的簡化,忽略溫度影響的情況下,運用ANSYS對銅管和鋁管的復合塑性流動連接變形過程進行了有限元分析。分析花紋鋁板結果表明,異種金屬連接過程中會出現變形不協調;然后運用DEFORM建立了異種金屬管連接過程的金屬塑性流動模型,并且在模擬過程中設定不同的連接工藝參數進行分析。模擬結果表明,金屬塑性流動性能跟連接過程中的溫度、旋壓頭的旋轉速度和連接速度有很大關系。

    溫度不足以使花紋鋁板化時,金屬塑性流動較差,金屬得到較好的軟化時,流動性能較好,證明了連接過程中適當的溫度能有效緩解變形不協調。并發現上部金屬的軟化程度比下部金屬要好、塑性流動更明顯,進一步找出金屬塑性流動的規律和影響條件。最后,本文在上述分析的基礎上,繼續運用DEFORM對連接工藝參數和裝置中的關鍵部件對連接質量的影響進行了分析。模擬結果表明,合適的連接工藝參數能產生良好的連接質量;條件相同的情況下,圓錐形旋壓頭比圓柱形旋壓頭的連接效果更好;沒有模具作用的條件下連接時會產生嚴重缺陷,連接根本無法完成,說明了模具在此復合塑性流動連接過程中的重要性。本文基本達到研究目標,研究成果為基于復合塑性流動的異種金屬管連接技術開發奠定了理論基礎,并對相應的設備研制具有一定的指導意義。