异径铝合金薄壁圆管的加热塑性连接方法与模具设计

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2024年第2期北京时间：

作者：吴航宇，余海燕

单位：同济大学 汽车学院，上海 201804

摘要：铝合金薄壁管在轴向压缩连接时开裂导致连接失效。为提高铝合金的压缩塑性成形性，进行了可加热的不等径管塑性连接模具设计。利用有限元软件对加热塑性连接过程中模具的热应力和热传递进行了数值模拟，用正交试验法对模具散热系统结构参数进行了分析，并进行了模具制作和不等直径铝合金管的连接接头试制。结果表明，20 ℃和600 ℃下模具的最大应力均低于模具材料对应温度下的屈服强度，满足钢、铝金属材料的加热塑性连接工艺需求。设计的散热系统可有效减缓模具热量向拉伸机的传递。300 ℃下该模具成功将Φ44和Φ30的两铝合金管进行了连接。说明了模具设计的合理性和连接工艺的可行性。为后续的工程应用提供指导。

关键词：塑性连接,薄壁管,轴向失稳,模具设计

基金资助：上海市自然科学基金（19ZR1460100）， 国家重点研发计划项目（2022YFE0208000）