本文關鍵詞：RS590CL鋼閃光對焊接頭微觀組織及力學性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：輪輞是汽車行駛系的重要組成部件,對于車體運行的平穩(wěn)性與安全性有著重要影響。閃光對焊(FBW)方法具有焊接速度快,成形質量好等優(yōu)點,已成為輪輞生產的主流方法。為實現(xiàn)汽車行業(yè)輕量化發(fā)展目標,高強鋼已逐漸應用于輪輞的生產制造中。然而,隨著鋼材強度級別的進一步提高,在生產過程中出現(xiàn)了如下的焊接性問題:焊后輪輞易在接頭界面區(qū)域出現(xiàn)微裂紋,有時甚至完全開裂,導致嚴重的質量問題。本文選用輪輞用RS590CL低合金高強鋼作為母材,系統(tǒng)的研究了FBW接頭焊接熱循環(huán)及微觀組織特點;焊接參數(shù)對接頭組織結構及力學性能的影響規(guī)律;采用二次正交回歸方法優(yōu)化焊接參數(shù),明顯改善了FBW接頭的力學性能。研究結果表明,閃光對焊接頭的焊接熱循環(huán)具有峰值溫度高、加熱速度和冷卻速度快等特點,峰值溫度在焊接界面處達到最大值,且隨著距界面距離的增大而急劇降低。閃光對焊接頭分為界面區(qū)(IZ)、過熱區(qū)(OZ)、重結晶區(qū)(RZ)和不完全重結晶區(qū)(PZ)。IZ主要由上貝氏體、鐵素體和少量珠光體組成,該區(qū)的TEM分析中可見α-Fe等軸晶和分布于晶界處Fe3C相,還存在大量的纏繞位錯;OZ主要由粗大的貝氏體組織組成,且距界面區(qū)越近,貝氏體粗化現(xiàn)象越明顯;RZ的突出特點是晶粒細化,主要為細小的鐵素體和少量的珠光體組織,并可見非常細小的沉淀析出相NbC以及纏繞位錯;PZ基本組織為尺寸不均勻的鐵素體和少量珠光體。閃光對焊參數(shù)對接頭組織結構及力學性能具有明顯的影響。隨著閃光留量和帶電頂鍛時間的增加,接頭過熱區(qū)和焊接區(qū)寬度增加、晶粒粗化,這主要歸因于焊接熱輸入量的增加。隨著頂鍛壓強和頂鍛留量的增加,接頭過熱區(qū)和焊接區(qū)的寬度減小,界面區(qū)鐵素體量增加,可歸因于接頭發(fā)生較大的塑性變形,促進了動態(tài)再結晶與再結晶過程的進行。接頭拉伸試驗結果表明,接頭斷裂均發(fā)生在母材區(qū),接頭抗拉強度在584.13MPa~611.02MPa范圍內,能夠與母材強度相匹配。接頭的彎曲性能較好,最大彎曲裂紋長度為1.38 mm,符合相關標準(3mm)。接頭硬度呈不均勻分布特征,界面區(qū)和過熱區(qū)硬度明顯高于重結晶區(qū)和母材硬度,接頭硬度最大值出現(xiàn)在靠近界面區(qū)的過熱區(qū)處,主要與過熱區(qū)存在的大量貝氏體組織有關。采用三因素三水平二次正交回歸方法優(yōu)化閃光對焊工藝參數(shù)。獲得的最優(yōu)焊接參數(shù)為:閃光留量16mm,頂鍛壓強50MPa,頂鍛留量3.5mm,帶電頂鍛時間為0.4s。在最優(yōu)焊接參數(shù)條件下,閃光對焊接頭界面結合良好,無裂紋等焊接缺陷;接頭沖擊功可達90.48J/cm2;接頭抗拉強度≥590 MPa;延伸率≥24%;接頭試樣彎曲180°無裂紋,明顯改善了焊接質量及接頭力學性能。接頭沖擊斷口研究結果表明,界面區(qū)形成的粗大貝氏體組織,界面處存在的氧化物及連接缺陷是影響接頭沖擊功的主要因素。
【關鍵詞】：低合金高強鋼 閃光對焊 微觀組織 力學性能 沖擊功
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG457.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 選題背景及意義13-14
• 1.2 閃光對焊工藝原理14-17
• 1.2.1 閃光對焊基本原理14-15
• 1.2.2 閃光對焊主要工藝過程15-16
• 1.2.3 閃光對焊焊接汽車輪輞工藝及存在的問題16-17
• 1.3 車輪鋼概述17-20
• 1.3.1 國內外車輪用鋼發(fā)展概況17-18
• 1.3.2 高強度級別車輪鋼成分及組織概述18-20
• 1.4 閃光對焊研究進展20-24
• 1.4.1 閃光對焊接頭微觀組織及力學性能的研究進展20-23
• 1.4.2 閃光對焊接頭韌性的研究進展23-24
• 1.5 本文主要研究內容24-25
• 第二章 試驗材料、方法及設備25-32
• 2.1 試驗材料25-26
• 2.2 試驗方法及設備26-32
• 2.2.1 閃光對焊試驗26-27
• 2.2.2 焊接熱循環(huán)測試27
• 2.2.3 接頭組織分析27-29
• 2.2.4 接頭力學性能測試29-32
• 第三章 閃光對焊接頭組織結構特點32-46
• 3.1 閃光對焊接頭熱循環(huán)特征32-36
• 3.2 閃光對焊接頭宏觀形貌特點36-37
• 3.3 閃光對焊的微觀組織特點37-42
• 3.3.1 界面區(qū)37-39
• 3.3.2 過熱區(qū)39-40
• 3.3.3 重結晶區(qū)40-41
• 3.3.4 不完全重結晶區(qū)41-42
• 3.4 閃光對焊接頭微觀組織演變過程42-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第四章 閃光對焊參數(shù)對接頭組織及力學性能的影響46-74
• 4.1 閃光留量對FBW接頭組織及性能的影響46-53
• 4.1.1 閃光留量對接頭組織的影響46-49
• 4.1.2 閃光留量對接頭拉伸性能的影響49-50
• 4.1.3 閃光留量對接頭彎曲性能的影響50-51
• 4.1.4 閃光留量對接頭硬度分布的影響51-53
• 4.2 頂鍛壓強對FBW接頭組織及性能的影響53-59
• 4.2.1 頂鍛壓強對接頭組織的影響53-56
• 4.2.2 頂鍛壓強對接頭拉伸性能的影響56-57
• 4.2.3 頂鍛壓強對接頭彎曲性能的影響57-58
• 4.2.4 頂鍛壓強對接頭硬度分布的影響58-59
• 4.3 頂鍛留量對FBW接頭組織及性能的影響59-65
• 4.3.1 頂鍛留量對接頭組織的影響59-62
• 4.3.2 頂鍛留量對接頭拉伸性能的影響62-64
• 4.3.3 頂鍛留量對接頭彎曲性能的影響64
• 4.3.4 頂鍛留量對接頭硬度分布的影響64-65
• 4.4 帶電頂鍛時間對FBW接頭組織及性能的影響65-71
• 4.4.1 帶電頂鍛時間對接頭組織的影響66-68
• 4.4.2 帶電頂鍛時間對接頭拉伸性能的影響68-69
• 4.4.3 帶電頂鍛時間對接頭彎曲性能的影響69-70
• 4.4.4 帶電頂鍛時間對接頭硬度分布的影響70-71
• 4.5 本章小結71-74
• 第五章 RS590CL鋼閃光對焊工藝參數(shù)的優(yōu)化74-88
• 5.1 自然因素及編碼74-75
• 5.2 回歸方程的建立與檢驗75-76
• 5.3 正交試驗結果分析76-87
• 5.4 本章小結87-88
• 第六章 結論88-90
• 參考文獻90-96
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果96-97
• 致謝97

【參考文獻】

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本文編號：342477