激光拼焊板成形极限图有限元仿真及试验

对不同厚度的汽车用冷轧钢板进行了激光焊接试验,并对激光焊接板进行了成形极限图性能有限元仿真分析及试验研究.结果显示通过有限元仿真分析,可以预测差厚激光拼焊板成形极限图性能试验过程,与试验获得的激光拼焊板成形极限图性能较为接近.同时试验结果表明激光拼焊板的成形极限图性能与母材相比,有所降低.     

激光拼焊板在轿车上的应用

激光拼焊技术是将两块或多块具有相同或不同机械性能、不同表面状态的钢板使用激光焊接的方法连接成毛坯件 ,然后进行整体冲压成轿车结构件。近几年 ,激光拼焊技术在欧美等国得到迅速发展 ,其运用的重点也逐渐从最初解决板宽发展到主要解决降低车身重量、降低油耗和减少污染排放。这对减少加工工序、降低成本 ,提高生产效率、减少材料消耗都有十分重要的作用。通过激光拼焊技术减少了原先多道冲压工序次数 ,现改为一次冲压成形 ,对控制板材冲压成形废品率起到一定的作用。激光拼焊板以其高质量、高效益、低成本备受汽车和钢铁工业界的极大关注。本文详细阐述了激光拼焊技术在轿车上应用的情况 ,并就国内激光拼焊技术的发展和研究作了介绍。     

铝合金5A06激光拼焊板的接头性能及组织研究

利用拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜分别研究了铝合金5A06不等厚激光拼焊板的接头力学性能及组织特点。结果表明,拼焊板的纵向拉伸性能较差,延伸率δ降低幅度较大,拼焊板横向拉伸性能与试样上薄板所占比例关系很大,当薄板占较大比例时,拼焊板具有较大的延伸率,拼焊板的拉伸变形能力随着薄板所占比例的减小而逐渐变差；拼焊板的焊缝组织极为细小,在熔合线附近开始向焊缝中心生长的是树枝状晶,在焊缝中心是等轴晶。     

汽车板激光拼焊系统的研制

针对汽车板激光拼焊工艺特点,研制了激光自动焊接系统, 此系统由激光器、焊接机床和控制系统组成, 采用 IPG5000光纤激光器作为光源, 机械人上、下料, 切割原焊接组合技术, 柔性电磁铁定位、夹紧, 西门子 840D数控系统。解决了汽车板装夹、定位, 曲线、折线焊缝拼接、自动控制系统等关键技术。结果表明:此焊接系统光束质量好,性能稳定、可靠;可以焊接板厚0.5-3 mm, 长度小于 2 000 mm的直线、曲线、折线汽车板, 汽车拼焊板的焊接精度高, 焊缝质量好, 达到 ISO18001标准。     

激光拼焊是世界最先进的轿车车身制造技术

美国诺贝公司已向武钢汽车板奔来。这家北美最大的激光拼焊公司特意选择武钢共组公司。旨在进入中国激光拼焊板市场。     

激光拼焊板大量应用于汽车生产中

金属成形加工作为金属成形的主要方式和手段，在国民经济中占有重要的地位，它是装备制造领域，特别是汽车、军工、航空、航天、造船、电子、家电及仪器仪表等工业中不可或缺的工艺。尤其是近年来我国金属成形装备的技术水平有了很大的提高，竞争力显著增强，某些技术已经达到了世界先进水平。     

激光拼焊生产线的组成及应用

本文详细介绍了激光拼焊典型成套设备-SOUTRAC型全自动激光拼焊线的设备组成及工艺流程,以及焊接部分的工作原理和焊接过程质量监控系统的工作原理.激光拼焊设备能够实现等厚和不等厚钢板的对焊,焊接质量好,节约原材料,容易实现自动化生产,在当今汽车车身制造业得到了越来越广泛的应用.     

激光拼焊板在汽车制造中的应用及相关工艺研究

采用激光拼焊技术把不同材料,不同厚度和具有涂层的板材焊接在一起,形成可冲压车身外板。实践证明：这种新技术和传统生产工艺相比,使汽车车身重量减轻,刚度增强,提高了生产效率和材料利用率,经济效果明显。但是应重视激光切割和拼焊后工件边缘出现裂纹和淬硬组织及对后续工艺及产品质量的影响。     

宽板激光拼接技术及设备

论文介绍了所研制的一种采用激光切割——焊接组合工艺进行宽板拼接的关键技术及成套设备。工艺参数优化后的激光无氧切割可获得基本无挂渣、无氧化的光滑切割断口。两坯板在切割——焊接全过程中始终被左右夹钳夹持,分别先后在同一切割头运动下完成切割程序。左右夹钳在原切割位置自动拼合坯板。宽度为2m的坯板拼缝间隙可控制在0.05mm以下。为了保证拼缝与焊接头的运动轨迹重合,切割与焊接采用同一组反射聚焦镜片,切割与焊接功能的转换通过自动装上和卸下切割喷嘴实现,避免了一般光路传输反射镜切换方案可能产生的重合误差。该设备配备有激光焊接过程稳定性的实时监测系统,可识别2mm以上未焊透和烧穿缺陷。该设备不仅能拼焊等厚板,也能拼焊不等厚板,拼焊接头性能可满足汽车零件冲压成型的要求。     

激光键合的有限元仿真及工艺参数优化

在硅/玻璃激光键合中,温度场的分布是影响晶片能否键合的关键因素.本文利用有限元法建立了移动高斯热源作用下硅/玻璃激光键合的三维温度场数值分析模型.运用该模型计算了不同的工艺参数条件下硅/玻璃的温度场分布,并由此得出键合线宽.然后通过漏选试验确定影响激光键合的主要工艺参数有激光功率、激光扫描速度及键合初始温度.最后通过对仿真结果进行回归分析,得到激光键合工艺的最优参数,为进一步研究激光键合工艺提供了理论依据.     

激光键合的有限元仿真及工艺参数优化

在硅/玻璃激光键合中,温度场的分布是影响晶片能否键合的关键因素.本文利用有限元法建立了移动高斯热源作用下硅/玻璃激光键合的三维温度场数值分析模型.运用该模型计算了不同的工艺参数条件下硅/玻璃的温度场分布,并由此得出键合线宽.然后通过漏选试验确定影响激光键合的主要工艺参数有激光功率、激光扫描速度及键合初始温度.最后通过对仿真结果进行回归分析,得到激光键合工艺的最优参数,为进一步研究激光键合工艺提供了理论依据.     

金属板料激光喷丸成形理论研究与数值模拟

在对激光喷丸成形(LPF)机制分析的基础上,采用ABAQUS软件对激光喷丸成形过程进行了有限元数值模拟,分析了激光喷丸后板料的变形和残余应力场的分布情况。结果表明激光喷丸在板料表层的塑性变形层中诱导出压应力,在塑性变形层以下部位出现拉应力,这种应力分布形式打破了板料内部原有力系的平衡,促使板料发生弯曲变形,从而使板料内部应力重新分布以达到新的平衡,最终在板料厚度方向形成上下两面为压应力,而中部为拉应力的新的残余应力场。研究结果对理解激光喷丸成形过程及其本质,进行激光喷丸工艺参数的合理优化、板料变形过程的有效控制和进一步的实验研究具有指导意义。     

基于有限元的PVDF微执行器虚拟仿真实验探索

随着全球新一轮科技革命加速推进,多学科的交叉融合势在必行。本文基于有限元仿真软件ANSYS,设计开发了一种基于PVDF（聚偏氟乙稀）纳米薄膜的微执行器虚拟仿真实验。该实验耦合了材料学、电子学等多学科知识,既有助于学生从多维度理解逆压电效应,又培养了学生多学科交叉的思维方式。     

金刚石压砧加载下激光超声的有限元模拟

采用有限元方法(FEM)建立了金刚石压砧(DAC)加载下脉冲激光激发超声波的数值分析模型。数值模拟了高压下样品中的瞬态温度场和超声位移场,得到了激光垂直照射下入射点异侧不同位置处的超声波波形,分析了超声位移场随时间变化的特征。结果表明,在DAC加载下,热弹作用产生的超声波具有明显的指向性,其纵波能量主要集中于激光入射方向附近,而横波的能量集中于偏离激光入射点30°～55°的倾角之间。上述特征与自由面热弹作用结果差异很大,而与自由面烧蚀作用结果相似。     

铸件内部缺陷红外无损检测的有限元模拟及分析

随着汽车工业和航天航空业的高速发展,红外无损检测技术在铸件内部缺陷检测中得到越来越广泛的应用,但对缺陷做到准确判定还有一定的距离.以铝铸件内部孔洞检测为研究对象,将有限元分析方法应用于红外无损检测中,通过构建缺陷模型,计算被测物体表面的温度分布,借助有限元分析软件COMSOL得到表面热特征,重点研究缺陷的大小、位置与表面温度间的关系,从而为制定准确可靠的红外无损检测标准提供依据.     

光电器件激光焊接封装焊后位移的有限元分析和实验观测

建立了晶体管外形罐(TO-can,transistor outline-can)型LD激光焊接封装的三维有限元模型,利用热-结构耦合分析方法,对焊后位移(PWS)进行数值模拟.分析结果表明:焊点位置对称时,其能量差别越大,PWS越大,PWS朝向能量合成的方向;3个焊点的位置不对称引起的PWS较小,主要是轴向位移.PWS特征的理论分析得到了实验结果的证实,因此有限元方法可以有效预测PWS.     

激光在圆柱表面激发柱面瑞利波的有限元模拟

为了研究柱面上激光激发的瑞利(Rayleigh)波的色散特性,建立了激光在各向同性圆柱表面激发瑞利波的有限元模型。该模型以热弹激发机制为基础,同时考虑了材料热物理参数的温度依赖性。在验证了模型正确性的基础上,计算了激光在不同直径铝圆柱表面激发的瑞利波波形,结合相谱分析法得到了柱面瑞利波的色散曲线。同时分析了圆柱直径对柱面瑞利波色散特性的影响。结果表明:随着频率的增加,柱面瑞利波的相速度先迅速增加到最大值CRmax后逐渐减小并趋于平面瑞利波的波速CPR。此外,随圆柱直径的增加,柱面瑞利波的色散减弱;直到圆柱直径趋于无限大(即平面)时,色散现象消失。     

多芯片组件的三维温场有限元模拟与分析

针对双列直插封装的大功率MCM，建立了简化的热学模型；利用有限元数值方法，在ANSYS软件平台下，对其三维温场进行了稳态模拟和分析。模拟结果与测量值的误差为4．5％，表明设定的模型与实际情况符合较好。模拟结果表明，对于金属DIP封装的MCM，内热通路主要沿芯片背面向外壳底表面传递。