《鋁合金的雷射焊接及性能評價》利用光學顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、電子背散射衍射技術以及第三代高能同步輻射光源等對鋁合金雷射複合焊接頭不等強性和斷裂機理進行了深入研究，獲得了不同焊接參數下鋁合金的疲勞性能和裂紋擴展特性，揭示了雷射—電弧複合焊鋁合金接頭斷裂的微觀機制，給出了熔焊氣孔與疲勞裂紋互動作用的三維形貌，並採用實驗和理論方法對氣孔與裂紋的互動行為進行了探索性研究。此外，還介紹了自主開發的三維工程結構疲勞裂紋擴展分析與仿真軟體及其在高速列車焊接結構中的套用，同時基於有限元軟體對電弧焊接鋁合金的熱力耦合過程進行了模擬，最後介紹了車體的抗疲勞設計原理及其套用情況，其中包括焊縫疲勞壽命預測的格線不敏感等效結構應力的主S—N曲線法。
基本介紹
- 中文名：鋁合金的雷射焊接及性能評價
- 外文名：Laser Welding of Aluminum Alloys and the Performance Evaluation
- 作者：吳聖川 朱宗濤
- 出版日期：2014年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7118092940
- 出版社：國防工業出版社
- 頁數：254頁
- 開本：16
- 品牌：國防工業出版社
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《鋁合金的雷射焊接及性能評價》可供從事冶金、材料研發、材料加工、結構設計、產品可靠性評價等專業的研究人員和工程技術人員參考；還可作為高等院校相關專業教師、高年級本科生或者研究生的教學參考書。
圖書目錄
第1章緒論
第2章鋁合金的雷射焊接方法
2.1鋁合金材料
2.2鋁合金的焊接特點
2.3鋁合金常規焊接方法
2.3.1GTAW方法（TIG）
2.3.2GMAW方法（MIG）
2.3.3PAW方法
2.3.4EBW方法
2.3.5FSW方法
2.4鋁合金雷射焊簡介
2.4.1鋁合金雷射焊的難點
2.4.2雷射焊接設備
2.5雷射自熔焊
2.6雷射填絲焊
2.6.1雷射填絲焊的原理
2.6.2填絲焊工藝及組織性能
2.7雷射—電弧複合焊接
2.7.1雷射—電弧複合焊接原理
2.7.2雷射—電弧複合焊的發展及套用
2.7.3雷射—電弧複合形式
2.8鋁合金雷射焊接特性
2.9鋁合金雷射焊常見缺陷
2.9.1氣孔
2.9.2熱裂紋
2.9.3咬邊與焊穿
2.9.4夾渣
2.10鋁合金雷射焊接發展趨勢
第3章典型鋁合金材料的雷射焊接
3.1焊前清理
3.2鑄造鋁合金的雷射—電弧複合焊
3.2.1鑄造鋁合金
3.2.2試件規格
3.2.3實驗設備及方法
3.2.4焊縫形貌及組織分析
3.2.5接頭力學性能
3.3鋁合金5×××的雷射—電弧複合焊接
3.3.15×××系鋁合金
3.3.2焊接試樣準備
3.3.3焊接參數及成型性
3.3.4熱裂傾向
3.3.5接頭微觀組織
3.3.6接頭力學性能
3.4鋁合金6×××的雷射—電弧複合焊接
3.4.16×××系鋁合金
3.4.2試樣準備及焊接參數
3.4.3焊縫成型
3.4.4接頭微觀組織
3.4.5接頭力學性能
3.5鋁合金7×××的雷射—電弧複合焊接
3.5.17×××系鋁合金
3.5.2焊接試樣準備及工藝參數
3.5.3焊縫成型
3.5.4熱裂傾向
3.5.5顯微組織觀察
3.5.6接頭力學性能
3.6鋁合金接頭強化技術
3.6.1焊後接頭強化方法概述
3.6.2雷射衝擊強化技術
3.6.3超聲衝擊強化技術
3.6.4焊趾修形強化技術
3.6.5焊後熱處理技術
第4章焊接熱力過程的有限元模擬
4.1焊接過程有限元仿真進展
4.1.1焊接模擬理論基礎
4.1.2焊接熱力場模擬進展
4.1.3焊接過程模擬的關鍵技術
4.2鋁合金7075—T6焊接過程模擬
4.2.1材料及焊件尺寸
4.2.2單元、格線與邊界條件
4.2.3熱源模型
4.3鋁合金焊接模擬流程
4.3.1焊接變形的模擬
4.4結果與討論
4.4.1溫度場結果
4.4.2應力分析
4.4.3變形分析
4.5結論與建議
4.5.1鋁合金焊接過程模擬結論
4.5.2鋁合金焊接過程模擬建議
第5章鋁合金雷射複合焊接頭的軟化
5.1接頭軟化的研究進展
5.2複合焊接頭的力學性能
5.2.1材料與方法
5.2.2靜載拉伸性能
5.2.3微區硬度
5.3軟化行為研究
5.3.1微觀組織
5.3.2強化相變異
5.3.3強化元素分布
5.4氣孔影響
5.4.1種類及來源
5.4.2氣孔率表征
5.4.3接頭的彈性模量
5.4.4接頭強度模型
5.4.5驗證與討論
5.5軟化機理
第6章焊接接頭的EBSD分析
6.1多晶體織構及其表征
6.1.1多晶體的織構
6.1.2織構的表達
6.2EBSD技術的套用
6.2.1EBSD系統的組成
6.2.2EBSD技術的一般套用
6.2.3鋁合金織構特徵
6.3鋁焊接頭的織構
6.3.1樣品製備
6.3.2焊縫能譜分析
6.3.3接頭的EBSD分析
第7章鋁合金接頭的疲勞性能及斷裂機理
7.1接頭疲勞性能
7.1.1S—N疲勞壽命曲線
7.1.2疲勞裂紋擴展速率
7.2疲勞斷裂機理
7.2.1裂紋萌生及擴展機理
7.2.2基於原位SEM的疲勞裂紋擴大
7.2.3基於同步輻射成像的疲勞裂紋萌生機理
7.2.4基於EBSD的疲勞裂紋萌生機理
7.2.5斷口形貌特徵及分析
7.3氣孔疲勞損傷
7.3.1氣孔與裂紋互動作用研究進展
7.3.2雜交有限元的氣孔行為研究
7.3.3熔焊氣孔與裂紋耦合作用
第8章焊接結構疲勞強度分析方法
8.1焊接結構疲勞特點及研究進展
8.1.1焊接結構的工藝特點
8.1.2焊接結構的疲勞特點
8.1.3焊接接頭典型的疲勞破壞形式
8.1.4焊接結構疲勞分析現狀與進展
8.2焊接結構疲勞分析方法
8.2.1名義應力法及接頭強度等級
8.2.2熱點應力法定義及其S—N曲線
8.2.3等效缺口應力法
8.3格線不敏感主S—N曲線法
8.3.1方法概述
8.3.2格線不敏感應力計算原理
8.3.3等效應力計算
8.3.4主S—N評定流程
8.3.5主S—N曲線法實例及驗證
第9章焊接結構疲勞斷裂仿真分析
9.1斷裂力學概述
9.1.1斷裂力學的形成與發展
9.1.2斷裂力學的分類
9.1.3裂紋擴展模式
9.2裂紋擴展仿真研究進展
9.2.1斷裂分析研究進展
9.2.2裂紋擴展仿真軟體
9.3焊接部件裂紋擴展分析
9.3.1裂紋擴展分析技術與方法
9.3.2典型結構的裂紋擴展分析
第10章車體結構的抗疲勞設計
10.1常用抗疲勞設計標準
10.1.1AAR標準評定理論
10.1.2BS標準評定理論
10.1.3IIW標準評定理論
10.1.4ASME標準評定理論
10.1.54種標準比較
10.2車體疲勞分析方法
10.2.1車體有限元分析概論
10.2.2載荷工況及載荷譜的確定
10.2.3S—N曲線的選擇
10.2.4抗疲勞設計的主要流程
10.3車體結構抗疲勞設計實例
10.3.1貨車體有限元強度校核
10.3.2載荷譜的確定
10.3.3重點評估部位
10.3.4各工況結構應力分析結果
10.3.5結果分析
10.4技術展望
參考文獻
第2章鋁合金的雷射焊接方法
2.1鋁合金材料
2.2鋁合金的焊接特點
2.3鋁合金常規焊接方法
2.3.1GTAW方法（TIG）
2.3.2GMAW方法（MIG）
2.3.3PAW方法
2.3.4EBW方法
2.3.5FSW方法
2.4鋁合金雷射焊簡介
2.4.1鋁合金雷射焊的難點
2.4.2雷射焊接設備
2.5雷射自熔焊
2.6雷射填絲焊
2.6.1雷射填絲焊的原理
2.6.2填絲焊工藝及組織性能
2.7雷射—電弧複合焊接
2.7.1雷射—電弧複合焊接原理
2.7.2雷射—電弧複合焊的發展及套用
2.7.3雷射—電弧複合形式
2.8鋁合金雷射焊接特性
2.9鋁合金雷射焊常見缺陷
2.9.1氣孔
2.9.2熱裂紋
2.9.3咬邊與焊穿
2.9.4夾渣
2.10鋁合金雷射焊接發展趨勢
第3章典型鋁合金材料的雷射焊接
3.1焊前清理
3.2鑄造鋁合金的雷射—電弧複合焊
3.2.1鑄造鋁合金
3.2.2試件規格
3.2.3實驗設備及方法
3.2.4焊縫形貌及組織分析
3.2.5接頭力學性能
3.3鋁合金5×××的雷射—電弧複合焊接
3.3.15×××系鋁合金
3.3.2焊接試樣準備
3.3.3焊接參數及成型性
3.3.4熱裂傾向
3.3.5接頭微觀組織
3.3.6接頭力學性能
3.4鋁合金6×××的雷射—電弧複合焊接
3.4.16×××系鋁合金
3.4.2試樣準備及焊接參數
3.4.3焊縫成型
3.4.4接頭微觀組織
3.4.5接頭力學性能
3.5鋁合金7×××的雷射—電弧複合焊接
3.5.17×××系鋁合金
3.5.2焊接試樣準備及工藝參數
3.5.3焊縫成型
3.5.4熱裂傾向
3.5.5顯微組織觀察
3.5.6接頭力學性能
3.6鋁合金接頭強化技術
3.6.1焊後接頭強化方法概述
3.6.2雷射衝擊強化技術
3.6.3超聲衝擊強化技術
3.6.4焊趾修形強化技術
3.6.5焊後熱處理技術
第4章焊接熱力過程的有限元模擬
4.1焊接過程有限元仿真進展
4.1.1焊接模擬理論基礎
4.1.2焊接熱力場模擬進展
4.1.3焊接過程模擬的關鍵技術
4.2鋁合金7075—T6焊接過程模擬
4.2.1材料及焊件尺寸
4.2.2單元、格線與邊界條件
4.2.3熱源模型
4.3鋁合金焊接模擬流程
4.3.1焊接變形的模擬
4.4結果與討論
4.4.1溫度場結果
4.4.2應力分析
4.4.3變形分析
4.5結論與建議
4.5.1鋁合金焊接過程模擬結論
4.5.2鋁合金焊接過程模擬建議
第5章鋁合金雷射複合焊接頭的軟化
5.1接頭軟化的研究進展
5.2複合焊接頭的力學性能
5.2.1材料與方法
5.2.2靜載拉伸性能
5.2.3微區硬度
5.3軟化行為研究
5.3.1微觀組織
5.3.2強化相變異
5.3.3強化元素分布
5.4氣孔影響
5.4.1種類及來源
5.4.2氣孔率表征
5.4.3接頭的彈性模量
5.4.4接頭強度模型
5.4.5驗證與討論
5.5軟化機理
第6章焊接接頭的EBSD分析
6.1多晶體織構及其表征
6.1.1多晶體的織構
6.1.2織構的表達
6.2EBSD技術的套用
6.2.1EBSD系統的組成
6.2.2EBSD技術的一般套用
6.2.3鋁合金織構特徵
6.3鋁焊接頭的織構
6.3.1樣品製備
6.3.2焊縫能譜分析
6.3.3接頭的EBSD分析
第7章鋁合金接頭的疲勞性能及斷裂機理
7.1接頭疲勞性能
7.1.1S—N疲勞壽命曲線
7.1.2疲勞裂紋擴展速率
7.2疲勞斷裂機理
7.2.1裂紋萌生及擴展機理
7.2.2基於原位SEM的疲勞裂紋擴大
7.2.3基於同步輻射成像的疲勞裂紋萌生機理
7.2.4基於EBSD的疲勞裂紋萌生機理
7.2.5斷口形貌特徵及分析
7.3氣孔疲勞損傷
7.3.1氣孔與裂紋互動作用研究進展
7.3.2雜交有限元的氣孔行為研究
7.3.3熔焊氣孔與裂紋耦合作用
第8章焊接結構疲勞強度分析方法
8.1焊接結構疲勞特點及研究進展
8.1.1焊接結構的工藝特點
8.1.2焊接結構的疲勞特點
8.1.3焊接接頭典型的疲勞破壞形式
8.1.4焊接結構疲勞分析現狀與進展
8.2焊接結構疲勞分析方法
8.2.1名義應力法及接頭強度等級
8.2.2熱點應力法定義及其S—N曲線
8.2.3等效缺口應力法
8.3格線不敏感主S—N曲線法
8.3.1方法概述
8.3.2格線不敏感應力計算原理
8.3.3等效應力計算
8.3.4主S—N評定流程
8.3.5主S—N曲線法實例及驗證
第9章焊接結構疲勞斷裂仿真分析
9.1斷裂力學概述
9.1.1斷裂力學的形成與發展
9.1.2斷裂力學的分類
9.1.3裂紋擴展模式
9.2裂紋擴展仿真研究進展
9.2.1斷裂分析研究進展
9.2.2裂紋擴展仿真軟體
9.3焊接部件裂紋擴展分析
9.3.1裂紋擴展分析技術與方法
9.3.2典型結構的裂紋擴展分析
第10章車體結構的抗疲勞設計
10.1常用抗疲勞設計標準
10.1.1AAR標準評定理論
10.1.2BS標準評定理論
10.1.3IIW標準評定理論
10.1.4ASME標準評定理論
10.1.54種標準比較
10.2車體疲勞分析方法
10.2.1車體有限元分析概論
10.2.2載荷工況及載荷譜的確定
10.2.3S—N曲線的選擇
10.2.4抗疲勞設計的主要流程
10.3車體結構抗疲勞設計實例
10.3.1貨車體有限元強度校核
10.3.2載荷譜的確定
10.3.3重點評估部位
10.3.4各工況結構應力分析結果
10.3.5結果分析
10.4技術展望
參考文獻
