铝锂合金薄板激光焊接接头残余应力分布规律研究的任务书.docx

铝锂合金薄板激光焊接接头残余应力分布规律研究的任务书
任务书
论题名称：铝锂合金薄板激光焊接接头残余应力分布规律研究
研究背景及意义：
铝锂合金因其优越的力学性能、强度和耐腐蚀性能被广泛应用于航空、航天、汽车、电子和医疗等领域。铝锂合金薄板激光焊接是一种较为常用的接焊方法，该方法具有高效、优质、节能的特点，逐渐替代了传统的焊接工艺。
在焊接过程中，激光加热会导致焊接部位产生热应力，之后随着冷却过程中温度降低，液态金属会出现收缩而产生残余应力。焊接接头残余应力会影响激光焊接接头的性能和寿命。因此，研究铝锂合金薄板激光焊接接头残余应力分布规律对于提高接头质量和寿命具有重要的意义。
研究内容：
本研究旨在通过实验和数值仿真，研究铝锂合金薄板激光焊接接头在不同焊接参数下的残余应力分布规律。具体内容包括：
1.实验焊接工艺参数的确定，如激光功率、加工速度、焊接线能量等等。
2.采用焊接残余应力检测技术，得到焊接接头不同区域的残余应力值。
3.通过有限元数值仿真，模拟出不同焊接参数下焊接接头的残余应力分布。
4.对实验数据和数值模拟结果进行对比分析，探究焊接参数对焊接接头残余应力分布的影响。
5.分析残余应力分布规律对于接头性能和寿命的影响，提出解决方案和建议。
研究方法：
本研究采用实验和数值模拟相结合的方法进行研究：
1.实验：利用激光加热器在铝锂合金薄板上进行激光焊接实验，采集实验数据。采用焊接残余应力检测技术来测量焊接接头残余应力。
2.数值模拟：采用有限元数值仿真软件，建立铝锂合金薄板激光焊接接头的三维模型，模拟激光辐射、热传导和相变等热物理过程，得出焊接接头的残余应力分布。
预期成果：
研究预计将得出铝锂合金薄板激光焊接接头在不同焊接参数下残余应力分布规律，深入分析残余应力分布规律对接头性能和寿命的影响，提出针对性的解决方案。预计会发表1-2篇学术论文，用于指导生产实践和提高工艺水平。
经费与计划：
研究经费：20万元
研究时间：2021年1月-2022年12月（24个月）
研究计划：
1.初期阶段（1月-6月）
确定实验焊接工艺参数，完成焊接实验，采集实验数据。
2.中期阶段（7月-12月）
建立有限元数值模型，模拟不同焊接参数下的铝锂合金薄板激光焊接接头残余应力分布，并将模拟结果与实验数据进行比较分析。
3.后期阶段（1月-12月）
深入探究残余应力分布规律对接头性能和寿命的影响，提出解决方案和建议，并撰写论文。积极推广研究成果，指导生产实践，提高工艺水平。
参考文献：
[1]董文磊.铝锂合金激光焊接工艺的优化[J].焊接与切割,2017(12):20-22.
[2]王伟,孙郡,雷紫山,等.铝锂合金激光焊缝热影响区显微组织性能研究[J].冶金能源,2016(5):43-44.
[3]范来华,初基培,李成伟,等.铝锂合金激光焊接接头的质量控制及其研究进展[J].焊接技术,2015(4):19-21.