第38卷第4期 2017年4月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION 电磁焊接过程板件碰撞仿真分析应之丁，林琦竣，，林建平，顾灵燕，颜松
Vol.38
No.4
April
2017
（1．同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海201804；2．同济大学机械与能源工程学院，上海201804）摘要：利用所设计板件焊接试验台对两1mm厚一系铝板进行厂电磁焊接试验，利用扫描电子显微镜（SEM）对样件波状焊接界面的微观形貌进行观察，为解释其形成原因，对电磁焊接过程中两被焊板件的撞击过程进行3D 数值模拟，获得该过程中飞板所受垂向应力变化规律及撞击速度变化曲线，仿真结果与试验所观察现象相符。通过分析焊接接头界面和撞击点应力与撞击速度关系，表明撞击应力并非由撞击速度单独决定，还与撞击位置有关，撞
击速度、撞击应力及材料的流动性共同导致了波状焊接界面的形成，对其进行合理控制是改善焊接效果的关键关键词：板件；电磁焊接；碰撞仿真；压力；速度
中图分类号：TG406 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2017)04002704
子间结合的一种压力焊技术.试验设备采用MPW 20/9型电磁焊接机，焊接机电路作用原理及所建立
作为一种新型压力焊技术，电磁焊接以焊接时间短，耗能小，产热小，可实现异种材料良好焊接等优点，逐渐受到人们关注”，电磁焊接过程中，焊接界面波状结合特征与焊接质量息息相关，波纹状结合方式可以增加接头结合距离，提升接头结合强度，需要对这一结构的形成机制进行详细分析.
电磁焊接过程具有瞬时性及不可测性，对于界面波形成的过程，Watanabe等人2]利用爆炸焊接波状结合界面形成原理解释电磁焊接过程；基于Kel-vin-Helmholtz不稳定性模型，建立了界面波形成过程的模型
因此对铝板进行电磁焊接试验，利用SEM对焊接试件结合界面的微观形貌特征进行观察：结合板件所受洛仑兹力的仿真结果，采用梯度载荷施加法，利用ANSYS/LS-DYNA对板件电磁焊接过程中不同撞击时刻撞击速度及撞击应力进行3D数值模拟，对比分析板件撞击过程中应力波的传递规律及其原因，进而分析界面波的形成规律
电磁焊接试验及仿真
1
1.1试验装置建立
电磁焊接是利用电容器组通过集磁器瞬间放电，在金属板件上产生的瞬间大洛仑慈力驱动焊接钣运动，并以一定速度相互撞击而实现被焊金属原
收稿日期：2万方数据2
电磁焊接试验平台分别如图1、图2所示。
口电阻R
+。
电流【
电感L 电表?
图1电路作用原理图
Fig.1Schematic of circuit principle
集磁器
绝缘垫块飞板
电流
基格
图2电磁焊接试验平台示意图
Fig.2Schematic of EMW testplatform
充电电容开始放电后，H形集磁器内流过瞬间震荡衰减大电流，根据电磁感应原理，飞板内会产生感应涡流且受到瞬间震荡的洛仑兹力，驱使飞板向基板撞击，实现焊接所设计集磁器中梁截面形状为5mmx5mm的矩形.其材料选择铜铬合金，被焊板件材料为一系纯铝