第1章 绪论 1
第2章 铝合金的激光焊接方法 4
2.1铝合金材料 4
2.2铝合金的焊接特点 4
2.3铝合金常规焊接方法 5
2.3.1GTAW方法（TIG） 5
2.3.2 GMAW方法（MIG） 6
2.3.3 PAW方法 6
2.3.4 EBW方法 7
2.3.5 FSW方法 7
2.4铝合金激光焊简介 8
2.4.1铝合金激光焊的难点 8
2.4.2激光焊接设备 9
2.5激光自熔焊 13
2.6激光填丝焊 15
2.6.1激光填丝焊的原理 15
2.6.2填丝焊工艺及组织性能 16
2.7激光-电弧复合焊接 18
2.7.1激光-电弧复合焊接原理 18
2.7.2激光-电弧复合焊的发展及应用 19
2.7.3激光-电弧复合形式 21
2.8铝合金激光焊接特性 23
2.9铝合金激光焊常见缺陷 24
2.9.1气孔 24
2.9.2热裂纹 25
2.9.3咬边与焊穿 25
2.9.4夹渣 26
2.10铝合金激光焊接发展趋势 26
第3章 典型铝合金材料的激光焊接 27
3.1焊前清理 28
3.2铸造铝合金的激光-电弧复合焊 29
3.2.1铸造铝合金 29
3.2.2试件规格 30
3.2.3实验设备及方法 30
3.2.4焊缝形貌及组织分析 31
3.2.5接头力学性能 34
3.3铝合金5× × ×的激光-电弧复合焊接 35
3.3.15 × × ×系铝合金 35
3.3.2焊接试样准备 36
3.3.3焊接参数及成型性 36
3.3.4热裂倾向 38
3.3.5接头微观组织 39
3.3.6接头力学性能 39
3.4铝合金6× × ×的激光-电弧复合焊接 43
3.4.1 6× × ×系铝合金 43
3.4.2试样准备及焊接参数 43
3.4.3焊缝成型 44
3.4.4接头微观组织 45
3.4.5接头力学性能 45
3.5铝合金7× × ×的激光-电弧复合焊接 48
3.5.17 × × ×系铝合金 48
3.5.2焊接试样准备及工艺参数 48
3.5.3焊缝成型 49
3.5.4热裂倾向 49
3.5.5显微组织观察 50
3.5.6接头力学性能 50
3.6铝合金接头强化技术 53
3.6.1焊后接头强化方法概述 53
3.6.2激光冲击强化技术 54
3.6.3超声冲击强化技术 55
3.6.4焊趾修形强化技术 56
3.6.5焊后热处理技术 57
第4章 焊接热力过程的有限元模拟 58
4.1焊接过程有限元仿真进展 58
4.1.1焊接模拟理论基础 59
4.1.2焊接热力场模拟进展 60
4.1.3焊接过程模拟的关键技术 63
4.2铝合金7075-T6焊接过程模拟 66
4.2.1材料及焊件尺寸 66
4.2.2单元、网格与边界条件 67
4.2.3热源模型 69
4.3铝合金焊接模拟流程 72
4.3.1焊接变形的模拟 73
4.4结果与讨论 79
4.4.1温度场结果 79
4.4.2应力分析 82
4.4.3变形分析 84
4.5结论与建议 87
4.5.1铝合金焊接过程模拟结论 87
4.5.2铝合金焊接过程模拟建议 88
第5章 铝合金激光复合焊接头的软化 89
5.1接头软化的研究进展 89
5.2复合焊接头的力学性能 91
5.2.1材料与方法 91
5.2.2静载拉伸性能 92
5.2.3微区硬度 93
5.3软化行为研究 94
5.3.1微观组织 95
5.3.2强化相变异 96
5.3.3强化元素分布 99
5.4气孔影响 103
5.4.1种类及来源 103
5.4.2气孔率表征 104
5.4.3接头的弹性模量 106
5.4.4接头强度模型 106
5.4.5验证与讨论 108
5.5软化机理 109
第6章 焊接接头的EBSD分析 111
6.1多晶体织构及其表征 111
6.1.1多晶体的织构 111
6.1.2织构的表达 112
6.2 EBSD技术的应用 115
6.2.1 EBSD系统的组成 115
6.2.2 EBSD技术的一般应用 118
6.2.3铝合金织构特征 119
6.3铝焊接头的织构 120
6.3.1样品制备 120
6.3.2焊缝能谱分析 121
6.3.3接头的EBSD分析 123
第7章 铝合金接头的疲劳性能及断裂机理 134
7.1接头疲劳性能 134
7.1.1 S-N疲劳寿命曲线 135
7.1.2疲劳裂纹扩展速率 139
7.2疲劳断裂机理 145
7.2.1裂纹萌生及扩展机理 145
7.2.2基于原位SEM的疲劳裂纹扩大 146
7.2.3基于同步辐射成像的疲劳裂纹萌生机理 149
7.2.4基于EBSD的疲劳裂纹萌生机理 153
7.2.5断口形貌特征及分析 156
7.3气孔致疲劳损伤 161
7.3.1气孔与裂纹交互作用研究进展 161
7.3.2杂交有限元的气孔行为研究 162
7.3.3熔焊气孔与裂纹耦合作用 171
第8章 焊接结构疲劳强度分析方法 175
8.1焊接结构疲劳特点及研究进展 175
8.1.1焊接结构的工艺特点 175
8.1.2焊接结构的疲劳特点 176
8.1.3焊接接头典型的疲劳破坏形式 177
8.1.4焊接结构疲劳分析现状与进展 178
8.2焊接结构疲劳分析方法 179
8.2.1名义应力法及接头强度等级 179
8.2.2热点应力法定义及其S-N曲线 183
8.2.3等效缺口应力法 186
8.3网格不敏感主S-N曲线法 186
8.3.1方法概述 186
8.3.2网格不敏感应力计算原理 187
8.3.3等效应力计算 190
8.3.4主S-N评定流程 192
8.3.5主S-N曲线法实例及验证 194
第9章 焊接结构疲劳断裂仿真分析 199
9.1断裂力学概述 199
9.1.1断裂力学的形成与发展 199
9.1.2断裂力学的分类 200
9.1.3裂纹扩展模式 201
9.2裂纹扩展仿真研究进展 202
9.2.1断裂分析研究进展 202
9.2.2裂纹扩展仿真软件 203
9.3焊接部件裂纹扩展分析 206
9.3.1裂纹扩展分析技术与方法 207
9.3.2典型结构的裂纹扩展分析 212
第10章 车体结构的抗疲劳设计 222
10.1常用抗疲劳设计标准 222
10.1.1 AAR标准评定理论 223
10.1.2 BS标准评定理论 225
10.1.3 IIW标准评定理论 227
10.1.4 ASME标准评定理论 228
10.1.5 4种标准比较 231
10.2车体疲劳分析方法 232
10.2.1车体有限元分析概论 232
10.2.2载荷工况及载荷谱的确定 234
10.2.3 S-N曲线的选择 235
10.2.4抗疲劳设计的主要流程 235
10.3车体结构抗疲劳设计实例 236
10.3.1货车体有限元强度校核 236
10.3.2载荷谱的确定 236
10.3.3重点评估部位 237
10.3.4各工况结构应力分析结果 237
10.3.5结果分析 239
10.4技术展望 239
参考文献 241