汽車鋁/鋼異質材料機器人激光焊接工藝研究
發(fā)布時間:2022-11-05 10:35
汽車輕量化需求促進鋁/鋼一體化結構件代替單一鋼結構件成為汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢。本研究選用車用薄板6016鋁合金和DC06低碳鋼平板試樣為試驗材料,采用光纖激光器研究了鋼上鋁下搭接形式的激光焊接工藝和機理。研究了激光功率(P)、離焦量(f)、焊接速度(V)對鋁/鋼激光搭接焊接頭表面成形、微觀組織及界面結構的影響。結果表明,適當的工藝參數下可以獲得表面成形飽滿、光滑,具有銀白色金屬光澤,無氣孔、裂紋、未熔合等缺陷的良好焊縫。焊縫/鋁界面IMC主要有層狀和針狀兩種形態(tài)特征,層狀IMC相為Fe3Al、FeAl和FeAl2,靠近焊縫;針狀IMC相為FeAl3,靠近鋁側。激光功率800W,離焦量+2mm,焊接速度0.07m/s時,熔池上部生成大量塑韌性良好的鐵素體與珠光體組織,焊縫/鋁界面IMC主要為層狀FeAl2和細小針狀FeAl3。增大激光功率或者降低焊接速度,鋁側熔深與熔寬增大,界面IMC數量增多,表現為層狀IMC厚度增大,針狀IMC尺寸增大。離焦量減小,鋁側熔深與熔寬增大,界面層IM...
【文章頁數】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景與研究意義
1.1.1 選題背景
1.1.2 研究意義
1.2 鋁/鋼異質材料激光焊接性分析
1.2.1 激光焊的特點
1.2.2 鋁/鋼激光焊接技術難點
1.3 鋁/鋼激光焊接國內外研究現狀
1.3.1 鋁/鋼激光熔釬焊
1.3.2 鋁/鋼激光深熔焊
1.3.3 鋁/鋼激光焊接添加合金元素研究現狀
1.4 本文研究內容
第2章 試驗材料、設備與方法
2.1 試驗材料
2.2 試驗設備
2.2.1 激光加工系統(tǒng)
2.2.2 焊接質量檢測設備
2.3 試驗工藝與方法
2.3.1 工藝試驗
2.3.2 焊接接頭的分析測試
第3章 鋁/鋼直接激光搭接焊工藝和機理
3.1 引言
3.2 鋁/鋼搭接焊接頭表面成形及截面形貌
3.2.1 激光功率對接頭表面成形及截面形貌的影響
3.2.2 離焦量對接頭表面成形及截面形貌的影響
3.2.3 焊接速度對接頭表面成形及截面形貌的影響
3.3 鋁/鋼搭接焊接頭微觀組織及界面層結構
3.3.1 激光功率對接頭微觀組織及界面層結構的影響
3.3.2 離焦量對接頭微觀組織及界面層結構的影響
3.3.3 焊接速度對接頭微觀組織及界面層結構的影響
3.4 鋁/鋼搭接焊接頭力學性能及斷裂行為
3.4.1 接頭顯微硬度分布
3.4.2 接頭抗拉剪力
3.4.3 接頭斷裂行為
3.5 本章小結
第4章 合金元素對鋁/鋼激光搭接焊接頭質量的影響
4.1 引言
4.2 合金元素對接頭表面成形與金相組織的影響
4.3 合金元素對接頭微觀組織及界面層結構的影響
4.4 合金元素對接頭力學性能的影響
4.4.1 接頭顯微硬度分布
4.4.2 接頭抗拉剪力
4.4.3 接頭斷裂行為
4.5 本章小結
第5章 結論與展望
5.1 結論
5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]焊接速度對鋼/鋁異種金屬激光深熔焊接頭特性的影響[J]. 崔麗,錢偉,潘峰,賀定勇,王智慧. 北京工業(yè)大學學報. 2018(10)
[2]添加Si粉激光深熔焊鋼/鋁接頭的顯微組織與性能[J]. 周惦武,劉金水,盧源志,周來沁,潘井春. 機械工程學報. 2018(14)
[3]鋁/鋼異種金屬電弧輔助激光熔釬焊工藝[J]. 黃健康,于永龍,何旌,余淑榮. 熱加工工藝. 2018(05)
[4]鋼/鋁添加粉末激光焊接頭界面組織與性能[J]. 袁江,周惦武,陳勝遷,孫甲堯,侯德政. 材料工程. 2017(09)
[5]鋁鋼點焊鉚接復合連接技術[J]. 凌展翔,羅震,馮悅嶠,李洋,敖三三. 焊接學報. 2017(02)
[6]鋼/鋁異種金屬激光焊接頭界面特性的研究[J]. 王曉虹,谷曉燕,孫大千. 機械工程學報. 2017(04)
[7]Cu對鋁/鋼異種金屬電阻點焊接頭組織及性能的影響[J]. 張月瑩,孫大千,李洪梅,谷曉燕. 長春工業(yè)大學學報. 2017(01)
[8]鋁合金/不銹鋼雙光束激光深熔焊接接頭組織及力學性能[J]. 潘峰,崔麗,錢偉,賀定勇,魏世忠. 金屬學報. 2016(11)
[9]汽車輕量化及鋁合金在現代汽車生產中的應用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術. 2016(02)
[10]填充粉末對鋼/鋁異種合金激光深熔焊接頭界面組織的影響[J]. 馬彪,崔麗,錢偉,楊武雄. 應用激光. 2015(04)
博士論文
[1]鋁合金/不銹鋼預涂層TIG熔—釬焊特性與界面行為研究[D]. 宋建嶺.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[2]遠離平衡條件下Fe-Si合金的結構演化及β-FeSi2相的形成[D]. 王海燕.燕山大學 2005
碩士論文
[1]鋁/鋼激光焊接頭組織、力學性能及界面化合物計算[D]. 陳從勝.南昌大學 2018
[2]基于界面調控的鋁/鋼異種金屬激光填絲熔釬焊工藝及機理研究[D]. 孟圣昊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]鋁/鋼金屬箔小功率YAG激光焊接工藝及機理研究[D]. 李鶴.南昌大學 2016
[4]粉末成分對鋁/鋼異種金屬激光填粉焊接質量的影響[D]. 楊旭東.長春理工大學 2014
本文編號:3702448
【文章頁數】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景與研究意義
1.1.1 選題背景
1.1.2 研究意義
1.2 鋁/鋼異質材料激光焊接性分析
1.2.1 激光焊的特點
1.2.2 鋁/鋼激光焊接技術難點
1.3 鋁/鋼激光焊接國內外研究現狀
1.3.1 鋁/鋼激光熔釬焊
1.3.2 鋁/鋼激光深熔焊
1.3.3 鋁/鋼激光焊接添加合金元素研究現狀
1.4 本文研究內容
第2章 試驗材料、設備與方法
2.1 試驗材料
2.2 試驗設備
2.2.1 激光加工系統(tǒng)
2.2.2 焊接質量檢測設備
2.3 試驗工藝與方法
2.3.1 工藝試驗
2.3.2 焊接接頭的分析測試
第3章 鋁/鋼直接激光搭接焊工藝和機理
3.1 引言
3.2 鋁/鋼搭接焊接頭表面成形及截面形貌
3.2.1 激光功率對接頭表面成形及截面形貌的影響
3.2.2 離焦量對接頭表面成形及截面形貌的影響
3.2.3 焊接速度對接頭表面成形及截面形貌的影響
3.3 鋁/鋼搭接焊接頭微觀組織及界面層結構
3.3.1 激光功率對接頭微觀組織及界面層結構的影響
3.3.2 離焦量對接頭微觀組織及界面層結構的影響
3.3.3 焊接速度對接頭微觀組織及界面層結構的影響
3.4 鋁/鋼搭接焊接頭力學性能及斷裂行為
3.4.1 接頭顯微硬度分布
3.4.2 接頭抗拉剪力
3.4.3 接頭斷裂行為
3.5 本章小結
第4章 合金元素對鋁/鋼激光搭接焊接頭質量的影響
4.1 引言
4.2 合金元素對接頭表面成形與金相組織的影響
4.3 合金元素對接頭微觀組織及界面層結構的影響
4.4 合金元素對接頭力學性能的影響
4.4.1 接頭顯微硬度分布
4.4.2 接頭抗拉剪力
4.4.3 接頭斷裂行為
4.5 本章小結
第5章 結論與展望
5.1 結論
5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]焊接速度對鋼/鋁異種金屬激光深熔焊接頭特性的影響[J]. 崔麗,錢偉,潘峰,賀定勇,王智慧. 北京工業(yè)大學學報. 2018(10)
[2]添加Si粉激光深熔焊鋼/鋁接頭的顯微組織與性能[J]. 周惦武,劉金水,盧源志,周來沁,潘井春. 機械工程學報. 2018(14)
[3]鋁/鋼異種金屬電弧輔助激光熔釬焊工藝[J]. 黃健康,于永龍,何旌,余淑榮. 熱加工工藝. 2018(05)
[4]鋼/鋁添加粉末激光焊接頭界面組織與性能[J]. 袁江,周惦武,陳勝遷,孫甲堯,侯德政. 材料工程. 2017(09)
[5]鋁鋼點焊鉚接復合連接技術[J]. 凌展翔,羅震,馮悅嶠,李洋,敖三三. 焊接學報. 2017(02)
[6]鋼/鋁異種金屬激光焊接頭界面特性的研究[J]. 王曉虹,谷曉燕,孫大千. 機械工程學報. 2017(04)
[7]Cu對鋁/鋼異種金屬電阻點焊接頭組織及性能的影響[J]. 張月瑩,孫大千,李洪梅,谷曉燕. 長春工業(yè)大學學報. 2017(01)
[8]鋁合金/不銹鋼雙光束激光深熔焊接接頭組織及力學性能[J]. 潘峰,崔麗,錢偉,賀定勇,魏世忠. 金屬學報. 2016(11)
[9]汽車輕量化及鋁合金在現代汽車生產中的應用[J]. 鄭暉,趙曦雅. 鍛壓技術. 2016(02)
[10]填充粉末對鋼/鋁異種合金激光深熔焊接頭界面組織的影響[J]. 馬彪,崔麗,錢偉,楊武雄. 應用激光. 2015(04)
博士論文
[1]鋁合金/不銹鋼預涂層TIG熔—釬焊特性與界面行為研究[D]. 宋建嶺.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[2]遠離平衡條件下Fe-Si合金的結構演化及β-FeSi2相的形成[D]. 王海燕.燕山大學 2005
碩士論文
[1]鋁/鋼激光焊接頭組織、力學性能及界面化合物計算[D]. 陳從勝.南昌大學 2018
[2]基于界面調控的鋁/鋼異種金屬激光填絲熔釬焊工藝及機理研究[D]. 孟圣昊.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]鋁/鋼金屬箔小功率YAG激光焊接工藝及機理研究[D]. 李鶴.南昌大學 2016
[4]粉末成分對鋁/鋼異種金屬激光填粉焊接質量的影響[D]. 楊旭東.長春理工大學 2014
本文編號:3702448
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