失稳变形是铝合金薄板结构焊接中一个十分突出的问题,严重影响了结构的制造精度和使用性能。本文针对铝合金薄板焊接失稳变形矫正的问题展开研究,提出利用超声喷丸技术矫正焊接变形的方法。目前国内外关于喷丸矫形技术的研究还很少。本文首先研究了喷丸工艺参数对矫形效果的影响。通过对比不同的喷丸区域、冲击枪的移动速度、喷丸功率、喷丸覆盖率的试验结果,得到以下定性结论:喷丸区域的选择应根据焊接过程中发生塑性压缩应变的区域来选择,过大或者过小都会降低矫形效果,本文中选用焊缝及其附近40mm区域范围时效果最好;在保证每次喷丸覆盖率为100%的情况下,冲击枪的移动速度减小即在一个位置停留时间增长,对矫形效果影响不大,为了提高矫形效率,应采用较短的停留时间,可以设为1s;随着喷丸功率的提高,喷丸矫形效果提高;为了避免单面喷丸产生附加弯曲变形,应进行对称喷丸;喷丸矫形覆盖率为100%即正反面各喷丸一遍时变形矫正幅度最大,再增加喷丸次数,对变形的影响很小。针对焊态试件和矫形后的试件,进行了组织、硬度和拉伸性能的对比分析。喷丸矫形后表面晶粒发生了较为明显的塑性变形。焊接后,焊缝区硬度值降低;喷丸后,试件表面及沿深度1.5mm范围内的硬度值相对于焊态约提高了10%。焊接后接头的强度相对于母材降低了7%。喷丸后接头屈服强度和抗拉强度相对于焊态分别提高了3.4%和26.5%,伸长率下降了52.6%。喷丸矫形后,试件的强度和硬度提高,但是塑性下降。利用ABAQUS有限元软件分别针对铝合金焊接过程、喷丸过程、喷丸矫正焊接变形的过程进行了模拟。通过焊接模拟,得到了焊接应力场、变形及塑性应变的分布,塑性应变的分布为矫形过程喷丸区域的选择提供依据。通过喷丸过程模拟,得到了喷丸后应力和应变的分布,应力模拟结果与试验测得的应力值相近,得到一种有效的模拟喷丸过程的方法。通过对喷丸矫正焊接变形过程的模拟,得到了喷丸前后应力应变分布的变化,合理解释了喷丸矫形的机理。