高强钢闪光对焊接头的组织及力学性能研究

【摘要】随着能源危机和环境污染问题的日益加剧，作为制造业支柱产业的汽车工业正面临着越来越严峻的挑战。汽车轻量化、节能、环保和安全已成为当今汽车工业发展的必然趋势。车轮对于汽车的运动性与安全性都起着重要的作用，实现轮辋的轻量化显得尤为重要。高强钢是轮辋制造的重要轻量化材料，闪光对焊，由于其具有热功率高、焊接质量好、工艺简单等特点被广泛应用于轮辋的焊接生产。随着轮辋用钢强度级别的提高，轮辋闪光对焊出现了新的焊接性问题，明显影响产品质量和行车安全。因此，开展高强钢闪光对焊接头组织与力学性能的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文主要针对B600CL钢和SW400钢进行闪光对焊研究，通过改变闪光留量，顶锻压力和顶锻留量，对焊接接头组织及力学性能进行了研究分析。使用光学显微镜对其宏观及微观组织进行观察和分析，测量焊接区宽度，过热区宽度，晶纹流线弯曲度，界面区晶粒度等重要参数。通过对试样的拉伸性能试验及断口分析，研究工艺参数对其力学性能的影响。最后采用正交优化设计方法，以弯曲性能评定接头的力学性能，最终完成了最佳参数的确定。研究结果表明，对于B600CL钢和SW400钢，随着闪光留量的增大，晶纹弯曲度、焊接区及过热区宽度，界面区晶粒度均增大；随着顶锻压力的增加，晶纹弯曲度增大，焊接区及过热区宽度减小，界面区晶粒度降低；当顶锻留量增大时，晶纹弯曲度增大，焊接区及过热区宽度减小，界面区晶粒度无明显影响。对于B600CL钢，增大闪光留量，接头强度降低;增大顶锻压力，接头强度提高;顶锻留量对接头强度无明显影响。对于SW400钢，板厚较大，增大闪光留量会降低接头强度；顶锻留量在一定范围(4.5mm-5.5mm)内,可以提高接头强度和塑性，而顶锻压力需要根据闪光速度等特点综合考量。通过正交优化设计方法，最后选定的最佳工艺参数为：闪光留量16mm，顶锻压力4MPa，顶锻留量5.5mm，带电顶锻时间0.6s。
【作者】孙权智；
【导师】孙大千；刘力；
【作者基本信息】吉林大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】闪光对焊；焊接工艺；微观组织；力学性能；

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