车身轻量化作为世界汽车工业的发展方向,已经引起了所有汽车制造商的高度重视。由于车身零部件繁多,所以在“合适的部位应用合适的材料”为车身轻量化提供了可靠地发展方向。目前由钢和铝合金、镁合金等轻质材料混联薄板结构装配而成的车身,可兼顾轻量化、安全性和制造成本等各方面的需求,已成为了车身轻量化的主要发展方向。但由于钢铝合金的变形指数、线膨胀系数、热导率等材料特性的巨大差异,造成了装配尺寸质量难于控制。因此研究钢铝薄板焊装过程中的变形规律和控制方法,是目前亟待解决的问题。本文基于新型焊接技术—Cold Metal Transfer(冷金属过渡焊,简称CMT焊),进行了铝钢异种金属薄板件的装配变形研究。首先通过装配试验确定各个焊接参数的范围以及最优参数组合;然后进行有限元仿真模拟,具体分析焊接过程中不同时间段的温度场,应力应变场和变形场的变化情况;在此基础上建立响应面模型,定量分析焊接参数对变形的影响情况;最后通过对钢铝平板件应用反变形法减少焊装误差的方法,论证本文的研究具有理论和现实意义。本文的研究内容如下:(1)确定铝钢薄板件焊装试验的最优参数组合本文采用对分法初步确定铝钢异种金属薄板CMT点焊的参数范围,然后确定焊接参数进行装配试验。试验前对焊件进行预处理,并对夹具夹持方式进行改进,以提高焊接质量。装配试验后,观测焊核大小和变形情况,对焊装件进行拉伸试验,运用高倍显微镜观察焊核形态,以综合评定焊接质量。以得到最优标准的焊接质量参数为基准,设定焊装试验的最优参数组合。(2)建立铝钢薄板件的有限元仿真模型根据铝钢薄板装配试验结果,应用焊接分析软件(SYSWELD)进行有限元仿真。本文采用电-热和热-力耦合的方法,对温度场、应力应变场和变形位移场进行分析,通过对整个焊接过程典型时刻的云图的分析,将焊核形状、大小与试验板件进行对比,验证了仿真分析的正确性。(3)建立铝钢薄板件CMT点焊变形的响应面模型基于最小二乘法建立铝钢异种金属薄板点焊变形与主要焊接参数之间的响应面模型,并以此为基础,对平板件进行焊装变形试验分析,通过焊前施加与焊接变形相反的变形量,焊后有效的减少了焊接变形,表明了该响应面模型可有效的减少焊接变形。本项目的研究成果不仅可用于钢铝薄板点焊变形控制,而且将来也可以拓展到镁钢、镁铝、钛钢等异种材料,从而广泛应用于车身、机身、机翼、船身等薄板制造产业中,具有很强的科学探索价值和广阔的工程应用前景。