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1. 研究目的与意义（文献综述）
由于铝、铜部件所具有的优秀性能，铝合金管和铜管广泛应用于各个领域，在液化制冷管道中铝铜异种金属接头的需求较大，随着轻量化的推行，航空、航天、汽车中对其的需求量也逐步加大，对于焊接接头的性能要求也越来越高。［1，2］对于异种金属焊接的常用方法主要有熔焊、 压焊和钎焊等，但因为熔焊难以形成性能优良的焊接接头，压焊对管道件施焊困难，激光焊则装夹复杂且生产成本过高更适用于微型零件焊接，爆炸焊工艺控制较困难危险性较高只适用于中大型异种金属构件，搅拌摩擦焊难以焊接精密零件，目前内外最常用的焊接方法是钎焊。［2，3］虽然钎焊具有生产效率高，应用范围广，精密度较高等优点，但受到钎焊接头强度限制，普通钎焊接头难以满足某些性能要求较高的场合。另外，对于金属管件连接还有电磁脉冲成形。电磁脉冲成形采用了带有集磁器结构的电磁脉冲装置对铝合金管与钢管的连接成形，是一种高速率、高能率、高塑性的成形方法。［4］
磁脉冲辅助半固态钎焊作为一种异种金属管件焊接的新工艺，从焊接冶金结合来看, 磁脉冲焊接过程应属于固态焊接范畴,利用磁脉冲辅助成形和钎焊相组合，它可以使得焊缝接头元素成分均匀，获得较好的接头成形和接头强度，焊接接头性能也有保障，可以满足某些特殊场合与焊接接头的性能要求。另外，磁脉冲辅助钎焊操作简单，过程安全，具有良好的精确可控性和重复性,能量利用率高，同时其焊接速度快时间短（微秒级），焊接过程易于实现自动化，生产效率高，从环境的角度来看，它还有环保无污染的优点，与普通焊接工艺不同，在磁脉冲焊接中，焊缝的形成基于内外管的高速碰撞，而没有额外的热量输入，焊接界面不会熔化，保持材料特性不变，不会产生热量，烟雾和飞溅形式的有害排放物。[5,6,7] 它是将铜管 － 钎料箔片 － 铝管成形于一体，形成半冶金式焊接接头的密闭焊室，再辅以钎焊，操作过程中能够实现钎料与内管管材紧密接触，磁脉冲辅助过程能够在一定程度上击碎母材及钎料表面氧化膜，达到对母材表面处理的目的，而两个焊管在过程中形成近似的真空环境，可以防止焊接过程中的氧化，保障焊接接头的强度。［1］
目前国内外对于异种金属管件焊接的主要难点都在于钎焊温度、保温时间、 钎焊间隙、 钎料成分、 焊前表面处理情况等，国内外对此也有很多研究，例如将焊缝研磨与抛光后利用不同溶液进行侵蚀以研究表面预处理对焊接结果的影响［8］，研究焊接速度对于焊接接头性能的影响等。［9］此外，异种金属材料的性能差异很大,焊接时，一种金属融化为液态时另一种金属未融化，当两种金属都完全融化时，由于密度不同等问题，焊接区域两种金属成分分布不均匀导致焊接后的化合物组成成分发布也会具有不均匀性，考虑到不同金属间的互溶性，易产生脆硬的中间化合物，而焊接后由于不同金属热导率和线膨胀系数相差很大, 所以焊后接头变形较大,导致焊接残余应力也很大,容易产生裂纹，影响焊接接头性能。[10,11]而对于磁脉冲焊接技术，国内目前主要从工艺参数和接头性能、新工艺方法的开发、数值建模与模拟仿真技术, 接头界面形貌与结合机制四个方向进行了研究，经试验研究发现，焊接时的放电电压、两板间隙距离会对焊缝宽度和接头抗剪强度造成一定的影响[12]，除此之外，集磁器开口间隙对焊接接头的性能也具有一定的影响[13,24],集磁器结构能够改变磁场强度分布, 可通过对各个参数的控制（电压、电流等）, 来实现对焊接成形力的控制，从而影响焊接结果[15,16]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
本课题将探寻钎料厚度与力能参数对焊接接头性能的影响。需要利用滚筒压力机将钎料（zn15al或zn22al）压至不同厚度进行实验，并采用一系列实验电压作为参照，采用磁脉冲辅助半固态钎焊方式对铜铝管进行焊接，并在不同实验条件下对所得铜铝管连接件接口进行连接强度测试，对其切面进行界面结构分析，探寻其化合物组成与金相组织，除实验外将采用ls-dyna软件模拟铜铝管磁脉冲辅助钎焊的过程，对管件及钎料在不同模拟参数下的受力情况进行分析。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,熟悉实验原理和实验流程,确定实验方案,完成开题报告。 第4-6周:设计实验方案,进行纤料熔炼,并使用滚筒压片机将纤料压至方案厚度进行实验。
第7-8周:对钎焊得到的铜铝管钎焊接头进行力学性能测试及显微组织、界面结构分析。 第9-10周:学习掌握LS-dyna,模拟分析不同厚度及力能参数条件下的铜铝管磁脉冲辅助半固态纤焊过程。 第11-12周:将实验和模拟结果对照进行分析、归纳、总结,视情况进行补充实验以获得完整数据,明确厚度及力能参数对连接质量的影响规律。 第13-14周:撰写并修改毕业论文。 第15周:准备论文答辩。
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 王梓宇，黄尚宇，雷雨，等．铝 － 铜异种金属管磁脉冲辅助钎焊研究 ［j］． 塑性工程学报，2018，25 (2): 147 － 153，188 ．
[2] 林丽恒, 刁晓刚, 罗海波. 国内外异种材料钎焊的研究现状及发展趋势[j].
焊接技术, 2016(8):1-5,共5页.
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