畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告

1.課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計(jì)方案比較、選型分析等）
1.1 序言
鎂作為地球上第六大元素，鎂合金更是目前世界上最輕質(zhì)的金屬工程結(jié)構(gòu)材料。隨著鐵礦、鋁礦的過度開采，資源耗竭的問題日益突出，鎂以其豐富的含量，為它的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。據(jù)估計(jì)，全世界的菱鎂礦資源量約為120億噸，水鎂石幾百萬噸，海水中的鎂含量估計(jì)為6×1016噸，另外還有大量的白云石和鹽湖鎂資源；中國的鎂資源十分豐富。菱鎂礦資源總量31億噸，符合煉鎂要求的I、Ⅱ級礦占78%。白云石資源遍及全國各省區(qū)．已探明的儲量在40億噸以上，青海鹽湖蘊(yùn)藏著氯化鎂32億噸，硫酸鎂16億噸[1]。
與其它結(jié)構(gòu)材料相比，鎂及其合金具有非常優(yōu)異的使用性能及物理性能，如密度低、比強(qiáng)度和比剛度高、阻尼減振降噪能力強(qiáng)、電磁屏蔽性能優(yōu)異、抗輻射、摩擦?xí)r不起火花、熱中子捕獲截面小、液態(tài)成型性能優(yōu)越、切削加工和熱成形性好、可焊接和膠接、對各種介質(zhì)(堿、煤油、汽油和礦物油)的化學(xué)穩(wěn)定性高、易于回收利用等，越來越受到人們的青睞，并被稱為“21世紀(jì)綠色工程金屬結(jié)構(gòu)材料”[2]。近年來，鎂材在汽車、摩托車等交通工具、計(jì)算機(jī)、通訊、儀器儀表、家電、電子電器、輕工、化工、冶金、航空航天、國防軍工等部門獲得了廣泛的應(yīng)用[3]。隨著鎂的提煉及加工技術(shù)的發(fā)展，以及成本的下降，鎂材已成為工業(yè)應(yīng)用的重要金屬材料，在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。
目前在國內(nèi)外對鎂合金的研究漸漸成為熱點(diǎn)，而且隨著研究深度的不斷加深，有助于拓寬其應(yīng)用范圍。鎂合金的加工方法眾多，如鑄造、焊接等。但是目前最經(jīng)常使用的是傳統(tǒng)的弧焊加工[4]。但是弧焊的缺陷很明顯，比如熱影響區(qū)和熔合區(qū)較大、凝固時的收縮率很高、蒸發(fā)時合金元素的損耗很嚴(yán)重、殘余應(yīng)力大和焊接扭曲不容易矯正、容易形成氣孔夾雜等焊接缺陷，焊縫性能較差[5]。而弧焊焊接缺點(diǎn)的明顯與愈來愈高的使用要求之間矛盾的日益突出，使得人們把注意力轉(zhuǎn)移到新的加工工藝方法上。
激光技術(shù)自20世紀(jì)60年代誕生以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中一項(xiàng)重要技術(shù)。激光最顯著的特點(diǎn)是：單色性好、方向性好、亮度高、相干性好[6]。激光焊接的原理是把激光束的能量匯聚到一個相對小的點(diǎn)上，使得工件上的功率密度可以在極短的時間內(nèi)使受熱區(qū)的金屬熔化、汽化形成匙孔，通過匙孔的傳熱，完成了焊接。目前鎂合金激光焊接主要用于車身框架結(jié)構(gòu)的焊接，例如車身的頂蓋和側(cè)面焊接。激光焊接能使工件之間的接合面寬度可以減少，既降低了板才的應(yīng)用量，又提高了車體的剛度。通用汽車和福特汽車公司預(yù)計(jì)在今后的20年內(nèi)每輛汽車的鎂合金用量將從目前的3kg提高到100kg。據(jù)測算，汽車自重每減少10%，其燃油效率可提高5.5%，如果每輛汽車能使用70kg鎂合金，CO2的年排放量就能減少30％以上[7]。
1.2 設(shè)計(jì)方案及選型分析