基于CAE技術的異種材料冷金屬過渡焊接性能分析

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基于CAE技術的異種材料冷金屬過渡焊接性能分析

由于全球對汽車燃油經濟性及排放的要求更加嚴格，以及對汽車車身防撞性能要求的提升，因此汽車結構輕量化設計應運而生。改善汽車燃油經濟性就需要輕質車身，然而輕質車身又與提高防撞性能的目標相矛盾。因此，采用鋁合金與高強度鋼的混合材料結構日益流行起來。為了使鋁合金與高強度鋼不僅能夠容易連接，而且能夠量產，采用了焊接、釬焊、機械連接等連接技術，其中機械連接主要包括緊固件連接、鉚接、螺紋連接等。

鋁合金與鋼的焊接存在很多問題，主要是因為它們在化學、機械以及物理性能等方面存在差異。冷金屬過渡焊接（CMT）的過程屬于氣體金屬弧焊（GMAW）工藝范疇。相比于常規的GMAW，CMT則通過熔滴脫離形式來減少熱量的輸入。該焊接過程非常適合焊接相對較薄的金屬板（厚度為0.2～2.5mm）。使用CMT代替傳統的GMAW為焊接不同金屬提供了可能，并且提高了焊接質量與效率。相對于傳統的GMAW，CMT可以減少焊接過程中的飛濺，這樣既可以減少清潔的工作量，同時也能減少返工件的數量。

研究了CMT中各種焊接接頭的建模方法，同時對搭接樣件進行了測試，并與模擬結果進行了對比。對比結果表明了模擬的可靠性，即焊接接頭建模技術合理。

N. A. Kulkarni et al. SAE 2014-28-0017.

編譯：王一瀏