激光钎焊热变形机理与实验研究

《激光钎焊热变形机理与实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：型l羞日期：垫盥6：!旦关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文，：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，

2、复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：礼旃日期：?‘?“／D导师签名：日期：2D伽6．／D万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文激光钎焊热变形机理与实验研究摘要美国科学家爱因斯坦于二十世纪初发现激光以来，在工业实践中激光的作用越来越重要，激光加工已经作为一种不可或缺的工艺手段应用于很多工程行业之中。激光钎焊技术是激光的一种重要的应用，多用于精密焊接的情况，可将工件的焊后热变形量控制到较小的水平。珩轮是珩齿加工的主要刀具，可以对淬硬齿轮进行表面的精加工。目前珩轮的制造主要运用电镀工艺，该方法有很多可改进

3、之处。现有一种新的加工方法，利用激光钎焊来制造珩轮，可以提高珩轮的使用性能。但是在钎焊过程中，剧烈的温度变化会使得珩轮基体发生热弹性、热塑性变形，冷却后的残余热变形会对其制造精度有影响。因此，研究珩轮基体在激光热源输入下的变形情况，掌握其变形机理及规律，就显得尤为重要。本文利用SYSWELD对激光作用于平板与珩轮齿廓的热过程进行了有限元计算与实验研究，主要进行了如下工作：1．查阅激光钎焊、激光加热等有关热变形方面的文献，对激光作为热源作用工件的热过程及冷却后工件的应力应变分布，硬度分布，整体变形分布情况等的研究方法以及进展进行了学习。2．通过推导热弹性力学中的运动方

4、程，将应变表达式、动力方程、应力应变的本构方程列方程组来推导求解某一特定点的变形位移量，从而实现在已知工件的温度场分布，边界条件和初始条件的情况下解出工件的变形万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文场。3．利用SYSWELD系列软件，对平板在激光作用下的热过程及焊后变形情况进行模拟分析，分别对不同热源加载轨迹，不同厚度的平板进行温度分布及变形分布情况的有限元仿真，研究平板的热变形机理。4．利用激光焊机进行实验，研究光斑扫描后的平板热变形，得到了变形翘曲角与激光热源移动速度、激光光斑直径以及激光输入能量的关系，找到平板变形的规律。5．对珩轮基体在激光作用下的热过程进行

5、有限元仿真，实现在复杂曲面上的移动热源加载，对热源的不同加载方法的温度分布和变形分布情况进行对比分析，进而深入研究激光热源移动速度、激光光斑直径以及激光输入能量与齿廓变形的关系，找到其内在联系。6．针对研究过程中出现的新的问题，提出相应的研究方法和手段，对课题内容进行展望。关键词：珩轮，激光钎焊，温度场，变形场，变形机理II万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文MECHANISMANDEXPERIMENTALSTUDYOFTHERⅣ认LDEFORMLATIONFRoMLASERBRAZINGABSTRACTSinceearlytwentiethcentury,the

6、UnitedStatesScientistEinsteinhasfoundlaser．Thenthelaserhasplayedamoreandmoreimportantroleinindustrialpractice．Thelaserprocessingasakindofindispensableprocessmethodisappliedtomanyengineeringindustry．Laserbrazingtechnologywhichisaveryimportantkindofapplicationsoflaser,isusuallyusedforpre

7、cisewelding，andcallcontrolartifacts’thermaldeformationafterweldingtoasmallertolerance．Gear-honing‘toolwhichisthemaintoolofgearhoningprocessing，Candoprecisemachiningofhardenedgearsurface．Gear-honing—toolismanufacturedmainlybyusingelectroplatingprocessatpresent，andthismethodcanbeimprov