【正文】 接方法的特點(diǎn)可簡述如下：1)熔焊氧燃?xì)饣鹧鏆夂? 此法熱效率低，焊接熱輸入不集中，焊接時(shí)需采用焊劑，焊接后需清除焊劑殘?jiān)?，接頭質(zhì)量及性能不高，因此，不甚適合焊接鋁特別是熱處理強(qiáng)化鋁合金，此法應(yīng)用較少，但因設(shè)備簡單、無需電源及氬氣，使用方便。(3) 鋁及鋁合金對(duì)各種焊接方法的適應(yīng)性幾乎各種焊接方法均可用于焊接鋁及鋁合金，但是，鋁及鋁合金對(duì)各種焊接方法的適應(yīng)性不同，各種焊接方法有其各自應(yīng)用場合。前者僅可變形強(qiáng)化，后者既可熱處理強(qiáng)化，亦可變形強(qiáng)化。按合金化系列，鋁及鋁合金可分為1系(工業(yè)純鋁)、2系(鋁一銅)、3系(鋁一錳)、4系(鋁一硅)、5(鋁．鎂)、6系(鋁．鎂．硅)、7系(鋁一鋅．鎂．銅)、8系(其他)等八類合金。鋁及鋁合金焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)已不限于傳統(tǒng)的航空、航天等國防軍工行業(yè)，現(xiàn)在它已經(jīng)擴(kuò)散到多種民用工業(yè)及與人民群眾生活密切相關(guān)的家電及日用品生產(chǎn)中?，F(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了鋁及鋁合金焊接技術(shù)的進(jìn)步。鋁的線膨脹系數(shù)比鋼大，焊接時(shí)焊件的變形趨勢較大。 鋁在空氣中及焊接時(shí)極易氧化，生成的氧化鋁（AL2O3)熔點(diǎn)高、非常穩(wěn)定、能吸潮、不易去除，可妨礙焊接及釬焊過程的進(jìn)行，可在焊接或釬焊接頭內(nèi)生成氣孔、夾雜、未融合、未焊透等缺陷，需在焊接及釬焊前對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的表面清理，清除其表面氧化膜，凄及釬焊過程中繼續(xù)防止其氧化或清除其新生的氧化物。3 選擇焊接方法、確定焊接參數(shù)及焊接質(zhì)量檢驗(yàn)方法 選擇焊接方法 鋁合金的焊接加工特性[21]鋁合金具有優(yōu)異的物理特性和力學(xué)性；密度低、比強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率高、電導(dǎo)耐蝕能力強(qiáng)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電工、輕工、航空、航天、鐵道、艦船、工業(yè)內(nèi)的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品上，例如飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、高速鐵道機(jī)車和車輛、藝船和雙體船、魚雷和魚雷快艇、輕型自行車和賽車、大小化工容器、空調(diào)交換器、雷達(dá)天線、微波器件等，都鋁及鋁合金材料、制成了各種熔焊、釬焊結(jié)構(gòu)。要求僅為焊接質(zhì)量要求，和焊接后氣密性檢驗(yàn)，應(yīng)該說該零件的工藝性較好。2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 零件的作用該零件是某型號(hào)導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部前蓋，它位于戰(zhàn)斗部的頂端，是戰(zhàn)斗部的重要保護(hù)部件，防止沙塵、水汽和各種腐蝕性物質(zhì)的進(jìn)入，及避免各種人為因素對(duì)戰(zhàn)斗部造成損壞，保證戰(zhàn)斗部正常工作及與其它部件連接。因此，在關(guān)于焊接殘余應(yīng)力數(shù)值分析中應(yīng)該充分考慮到相變作用的影響；再次，由于計(jì)算過程復(fù)雜，步驟很多，造成了較大的累積誤差，難以保證精度。首先，在建立科學(xué)而精確的物理模型方面還需要做大量的基礎(chǔ)性研究工作，其相應(yīng)的模擬技術(shù)與檢測技術(shù)也有待于向更為精確的方向發(fā)展。另外，我國目前的研究工作，有一些已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平，應(yīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，集中優(yōu)勢力量，爭取做出更大的成績。目前，我國已經(jīng)形成了一批較成熟的準(zhǔn)商品化的軟件，但與發(fā)達(dá)國家相比，有較大差距。，在不同的和Im條件下，可以根據(jù)該數(shù)學(xué)模型算出每一個(gè)脈沖過程中過渡熔滴的大小和數(shù)量，但是該數(shù)學(xué)模型是否可以完全適用，需進(jìn)行大量的試驗(yàn)來考證[17]。由于目前對(duì)于一脈多滴過渡形式的研究較少。國外很多學(xué)者認(rèn)為，對(duì)于脈沖焊接來說，通常首先要實(shí)現(xiàn)噴射過渡從而得到一系列的脈沖參數(shù)。立柱橫梁操作機(jī)和門架式操作機(jī)的最大行程達(dá)12m。框架式焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)和頭尾架翻轉(zhuǎn)機(jī)的最大承載能力達(dá)160t。目前國外生產(chǎn)的重型焊接滾輪架最大的承載能力達(dá)1600t，自動(dòng)防竄滾輪架的最大承載能力達(dá)800t，采用PLC和高精度位移傳感器控制，防竄精度為 。廣泛采用焊接機(jī)器人作為操作單元，組成焊接中心、焊接生產(chǎn)線、柔性制造系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng)。近期生產(chǎn)的自動(dòng)化焊接裝備的設(shè)備精度和制造質(zhì)量已接近現(xiàn)代金屬切削機(jī)床。近10年來，在世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家，當(dāng)代焊接裝備的發(fā)展速度十分驚人，在英、美、德、法、意和日本等國均有相當(dāng)規(guī)模、開發(fā)能力很強(qiáng)的焊接裝備生產(chǎn)企業(yè)。電弧EN極性時(shí)，電弧達(dá)到1～1．5倍焊絲直徑的高度，焊絲端被電弧陰極斑點(diǎn)包圍且呈現(xiàn)亮區(qū)，弧呈現(xiàn)典型的鐘罩形爍亮區(qū)[14]。結(jié)果表明，鋁合金VPPMIG焊中，在小基值電流過零時(shí)，穩(wěn)弧脈沖電壓對(duì)電流過零穩(wěn)定性的影響比基值電流的影響大[13]。學(xué)者丁偉、侯啟孝等對(duì)SA1SiS和SAlMg5兩種鋁合金焊絲的熔化特性和不同電源外特性對(duì)脈沖MIG焊電弧穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了分析，試驗(yàn)結(jié)果表明，平外特性焊接鋁合金板材時(shí)電弧不穩(wěn)定，焊絲干伸長部分經(jīng)常突然燒斷，而用垂直加外拖電源時(shí)，電壓呈有規(guī)律的周期性變化，電弧比較穩(wěn)定[12]。但從整體水平來說，與先進(jìn)國家的同行業(yè)相比，尚有較大的差距。目前已能生產(chǎn)6m6m以上大型立柱—橫梁埋弧焊或窄間隙埋弧焊操作機(jī)，400t重型滾輪架及重型、輕型自動(dòng)防竄滾輪架(防竄精度為 )，100t大型變位機(jī)和大、中型翻轉(zhuǎn)機(jī)等。焊接操作機(jī)與配套設(shè)備基本上不能聯(lián)動(dòng)控制，用戶必須自行改造。例如無錫陽通機(jī)械設(shè)備有限公司，創(chuàng)歷史最高記錄，列同行業(yè)前茅。進(jìn)入80年代，隨著國內(nèi)焊接裝備需求量的增長，各地相繼建立了多家中小型成套焊接裝備生產(chǎn)廠公司。部分由使用廠自行設(shè)計(jì)制造。而目前鋁合金焊接方法中，熔化極氬弧焊(MIG焊)的自動(dòng)化焊接具有高的生產(chǎn)率和很好的適應(yīng)性，以及對(duì)表面母材氧化膜有陰極霧化處理作用，在鋁合金焊接中得到廣泛的應(yīng)用[11]。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，鋁合金的焊接問題正成為現(xiàn)今焊接技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一[9]。在航空航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用[8]。所以其存在也是必須的，導(dǎo)彈前蓋的研究主要方向應(yīng)為其材料比重，前蓋本身的焊接的氣密性。所以，歐美國家十分重視對(duì)陸攻擊精確制導(dǎo)武器戰(zhàn)斗部的發(fā)展，各種戰(zhàn)斗部技術(shù)的發(fā)展使得對(duì)陸攻擊精確制導(dǎo)武器不僅可以有效摧毀地面目標(biāo)，也可以有效摧毀地下目標(biāo)[7]。戰(zhàn)斗部是武器(導(dǎo)彈或炸彈)最終起作用的部件，如果沒有有效的戰(zhàn)斗部，即使打得很準(zhǔn)，其效能也會(huì)大打折扣。從海灣戰(zhàn)爭以來的幾次局部戰(zhàn)爭中可以看出，利用對(duì)陸攻擊精確制導(dǎo)武器進(jìn)行遠(yuǎn)程縱深的精確打擊是美國等西方國家作戰(zhàn)的主要形式[4]。就防空反導(dǎo)導(dǎo)彈武器系統(tǒng)而言，如何對(duì)敵方作戰(zhàn)飛機(jī)和來襲導(dǎo)彈等空中目標(biāo)形成高效毀傷是這類武器中戰(zhàn)斗部的研究方向[3]。1 緒論 設(shè)計(jì)的目的和意義導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的最終目的是有效摧毀目標(biāo)或使目標(biāo)喪失作戰(zhàn)能力。戰(zhàn)斗部則是導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中直接完成作戰(zhàn)使命的部分，是導(dǎo)彈的唯一有效載荷，因此，戰(zhàn)斗部的終點(diǎn)毀傷效應(yīng)對(duì)整個(gè)導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能至關(guān)重要[2]。在現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭中，首選方案就是對(duì)目標(biāo)實(shí)施空中打擊。對(duì)陸打擊武器既可以有效打擊敵方縱深的指揮控制中心、機(jī)場、防空陣地、橋梁、集群坦克、炮兵陣地等軍事設(shè)施，也可以打擊轉(zhuǎn)入地下的指揮、控制、通訊設(shè)施等具有重要戰(zhàn)略價(jià)值的目標(biāo)[5]。它直接用于摧毀、殺傷目標(biāo)，完成戰(zhàn)斗使命[6]。導(dǎo)彈前蓋就是用來封蓋裝彈藥的殼體和連接導(dǎo)流罩的連接體。鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，有質(zhì)量輕，易加工，機(jī)械性能好等特點(diǎn)。特別是近些年來科學(xué)技術(shù)及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究日益深入。與鋼的焊接相比，鋁合金的焊接有其復(fù)雜的焊接特性：高的熱導(dǎo)率和導(dǎo)電性、高的凝固速率、普通焊接時(shí)表面易形成氧化層、容易形成氣孔及較大的凝固溫度范圍[10]。 國內(nèi)外國內(nèi)外焊接發(fā)展現(xiàn)狀及前景 焊接發(fā)展現(xiàn)狀我國焊接起步較晚，五六十年代我國重點(diǎn)企業(yè)的大型焊接裝備大部分從原蘇聯(lián)引進(jìn)。到了70年代，我國陸續(xù)組建一批專門生產(chǎn)焊接裝備的制造廠，如上海、成都相繼成立了成套焊接設(shè)備廠，“六五”期間，原機(jī)械工業(yè)部撥?？顚㈤L春第二機(jī)床廠改建成我國第一家具有批量生產(chǎn)能力，制造專用摩擦焊機(jī)和焊接裝備的長春焊機(jī)制造廠。迄今為止，我國已有10多家焊接裝備生產(chǎn)企業(yè)，某些企業(yè)已具有相當(dāng)大的規(guī)模，已實(shí)現(xiàn)焊接裝備的批量生產(chǎn)。在發(fā)展初期，我國生產(chǎn)的焊接裝備大多是較簡單的焊接操作機(jī)、滾輪架、變位機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)和回轉(zhuǎn)平臺(tái)等，成套性較差，自動(dòng)化程度低。進(jìn)入80年代以后，由于國外先進(jìn)成套焊接設(shè)備的大量引進(jìn)，促使國產(chǎn)的焊接裝備無論在成套性和自動(dòng)化程度，還是設(shè)備精度和制造質(zhì)量方面都有不同程度的提高。批量生產(chǎn)H型鋼和箱形梁焊接生產(chǎn)線以及各種類型的按用戶需要定制的專用成套焊接設(shè)備，并大量采用交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)、PLC控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)及數(shù)控系統(tǒng)，焊接裝備的自動(dòng)化程度有了很大的提高，某些操作機(jī)還配備了焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。在國內(nèi)對(duì)鋁合金脈沖焊接電弧的研究很多，但研究的方向集中于研究電弧的穩(wěn)定性，對(duì)電弧形態(tài)的研究比較少。 在薄板鋁合金變極性脈沖熔化極惰性氣體保護(hù)焊中，采用全橋高壓脈沖雙向穩(wěn)弧方式，通過調(diào)壓器改變高壓穩(wěn)弧脈沖的電壓值，研究了鋁合金VP—PMIG焊電弧再引燃與穩(wěn)弧脈沖電壓的關(guān)系。杭爭翔、殷樹言等在高速攝像的基礎(chǔ)上，研究了ACPMIG焊接鋁合金的電弧形態(tài)。能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的焊接過程。2001年的第十五屆世界焊接與切割博覽會(huì)上參展的焊接裝備廠商近百家。最值得注意的是，大多數(shù)焊接裝備采用了最先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。早在80年代，國外的焊接裝備已向大型化和精密化發(fā)展。變位機(jī)的最大的承載能力達(dá)400t，轉(zhuǎn)矩可達(dá)450000Nm。焊接回轉(zhuǎn)平臺(tái)的最大承載能力達(dá)500t。龍門架操作機(jī)的最大規(guī)格為8m8m。文獻(xiàn)[15]基于高速攝影基礎(chǔ)上進(jìn)行高強(qiáng)度鋁合金的雙絲MIG焊接，從而得到了不同焊接參數(shù)下的不同熔滴過渡形式，實(shí)現(xiàn)了tandem MIG焊接一脈一滴的協(xié)同控制[16]。在AlMg合金的脈沖MIG的一脈多滴過程中，熔滴尺寸比較小，一般在脈沖電流條件下產(chǎn)生熔滴脫離焊絲進(jìn)入熔池的現(xiàn)象，如果選擇較長的高基值電流，熔滴脫離過程也可能發(fā)生在基值電流時(shí)間。 焊接發(fā)展前景今天，焊接數(shù)值模擬技術(shù)正進(jìn)入到焊接過程模擬的耦合集成階段，它可以解決現(xiàn)在難度較大的專用特性問題，包括解決特種焊接變形及工藝優(yōu)化問題。因此，應(yīng)盡量以國外成熟商業(yè)軟件為基礎(chǔ)，將改進(jìn)提高與普及應(yīng)用相結(jié)合，加快數(shù)值模擬軟件開發(fā)；要在工廠及科研單位普及這項(xiàng)技術(shù)，使之成為優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)、科技攻關(guān)和技術(shù)創(chuàng)新的重要手段；要重視與物理模擬和測試技術(shù)的配合使用，提高數(shù)值模擬的精度和速度；要加強(qiáng)焊接數(shù)值模擬基礎(chǔ)理論及缺陷形成原理的研究；要多渠道集資，支持?jǐn)?shù)值模擬研究工作[18]。焊接變形的數(shù)值模擬和理論預(yù)測在研究和設(shè)計(jì)領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用，它為解決焊接殘余應(yīng)力和變形這一難題帶來了新思路和新方法，但仍存在許多問題[19]。其最主要的問題是在高溫時(shí)對(duì)材料性能認(rèn)識(shí)還很不足，給數(shù)值模擬帶來了不少困難，因此必須建立相應(yīng)的材料特性數(shù)據(jù)庫；其次，由于焊接應(yīng)力場計(jì)算是屬于包括相變、塑性、非線性等多方面因素影響的熱彈塑性問題，尤其是焊后冷卻過程中發(fā)生的相變體積膨脹，嚴(yán)重影響殘余應(yīng)力的分布[20]。但數(shù)值模擬研究成果已使人們對(duì)復(fù)雜焊接物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律以及焊接變形的發(fā)展有了進(jìn)一步的了解，隨著計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境的不斷提高，軟件技術(shù)和數(shù)值模擬方法的改進(jìn)，將大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力和變形的數(shù)值模擬預(yù)測技術(shù)全面運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)，并用來指導(dǎo)設(shè)計(jì)，制定和優(yōu)化焊接工藝的愿望，相信在未來技術(shù)的高速發(fā)展以及人們對(duì)焊接變形過程認(rèn)知的進(jìn)一步深入焊接變形數(shù)值模擬技術(shù)必將具有廣闊的應(yīng)用前景。 零件的工藝分析零件的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全，整體形狀為桶蓋形狀。 零件的生產(chǎn)類型由于該零件的年產(chǎn)量為30000件，已經(jīng)將備品率考慮進(jìn)去了，所以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，廢品率取1﹪，代入公式得該零件的生產(chǎn)量為N=Q(1+1﹪)=30000(1+1﹪)=30300件∕年零件是火箭前蓋，屬輕型零件，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。1) 鋁的物理特性及焊接工藝特點(diǎn) 鋁多與其他金屬不同的物理特性，如表11所示，由此導(dǎo)致鋁及鋁合金具有與其他同的焊接工藝特點(diǎn)。鋁的比熱容、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率比鋼大，焊接時(shí)的熱輸入將向母材迅速流失，因此，熔