發(fā)布時(shí)間：2017-07-20 10:12

  本文關(guān)鍵詞：45鋼-40Cr鋼傳動(dòng)軸激光焊接工藝研究

  更多相關(guān)文章： 傳動(dòng)軸 激光焊接 光斑偏移 力學(xué)性能

【摘要】：汽車傳動(dòng)軸總成是汽車的關(guān)鍵零部件之一。其中,傳動(dòng)軸部分常采用45鋼的空心管和40Cr鋼實(shí)心軸焊接獲得,以實(shí)現(xiàn)汽車傳動(dòng)軸的輕量化和低成本。開(kāi)展45#-40Cr傳動(dòng)軸激光焊接工藝研究具有重要意義。采用激光焊接技術(shù)進(jìn)行傳動(dòng)軸的焊接主要面臨以下問(wèn)題:不同鋼材料傳動(dòng)軸激光焊接過(guò)程中的接頭性能的不一致和管材焊縫搭接的焊接缺陷問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題,本文主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,提出采用偏移激光光斑的方法來(lái)解決不同鋼焊接接頭性能不一致的問(wèn)題。先對(duì)40Cr-45鋼進(jìn)行激光對(duì)接焊的激光功率和焊接速度的優(yōu)化實(shí)驗(yàn),再基于激光深熔焊原理及上述優(yōu)化參數(shù),進(jìn)行光斑偏移影響焊接接頭性能的實(shí)驗(yàn)研究。并對(duì)比分析焊縫成型、微觀組織和力學(xué)性能。研究表明:采用偏移激光光斑的方法能較好的解決焊接接頭性能一致性的問(wèn)題。優(yōu)化參數(shù)為激光功率4.65 kW、焊接速度0.9m·min-1、離焦量-2mm。即當(dāng)激光偏向40Cr鋼側(cè)0.1mm時(shí)獲得的焊縫成型較好且關(guān)于連接線對(duì)稱分布;焊縫各區(qū)域顯微組織和硬度均勻,且焊件的抗拉強(qiáng)度高于母材45鋼。其次,提出實(shí)時(shí)調(diào)控焊接工藝參數(shù)的方法來(lái)解決管材焊縫搭接的焊接缺陷問(wèn)題。采用45鋼管材進(jìn)行了管材環(huán)縫激光焊實(shí)驗(yàn)。選擇易于控制的激光功率為變量,研究不同變激光功率下所獲得焊接接頭的優(yōu)劣。并結(jié)合理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為參照,優(yōu)化激光功率變化趨勢(shì)。研究結(jié)果表明:管材焊接缺陷主要為收尾處的凹陷缺陷和焊縫前后段工件基礎(chǔ)溫度差引起的焊縫不均勻缺陷。實(shí)時(shí)調(diào)整激光功率的大小能有效解決上述問(wèn)題,獲得高質(zhì)量的焊接接頭。最后,將上述研究結(jié)果應(yīng)用于實(shí)物,進(jìn)行汽車傳動(dòng)軸的焊接。并對(duì)焊接件進(jìn)行扭轉(zhuǎn)性能的測(cè)試,與摩擦焊焊接件及一般激光焊接件進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明:傳動(dòng)軸焊接件焊縫成型質(zhì)量良好,可減少后續(xù)加工工序。優(yōu)化參數(shù)下激光焊接件的最大扭矩能達(dá)到4572.5 N·m,高于摩擦焊接件的4200 N·m和原激光焊件的4430.79 N·m,且扭轉(zhuǎn)變形很小。證明了光斑偏移和實(shí)時(shí)變功率的方法能有效提高異種鋼管材激光焊接接頭性能,且激光焊接技術(shù)適用于汽車傳動(dòng)軸的焊接。
【關(guān)鍵詞】：傳動(dòng)軸 激光焊接 光斑偏移 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1 研究背景及意義11-12
• 2 異種鋼焊接概況12-15
• 2.1 異種鋼焊接及應(yīng)用13
• 2.2 異種鋼的焊接性13-14
• 2.3 異種鋼焊接的困難14-15
• 2.4 異種鋼焊接工藝措施15
• 3 管材環(huán)縫焊焊接概況15-17
• 3.1 管材環(huán)縫焊焊接方法15-16
• 3.2 管材環(huán)縫焊焊接難點(diǎn)16-17
• 4 激光焊接概況17-20
• 4.1 激光焊接技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用17-19
• 4.2 激光焊接技術(shù)特點(diǎn)19-20
• 5 不同種鋼管材激光焊接研究現(xiàn)狀20-22
• 5.1 異種鋼激光焊接國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-21
• 5.2 管材激光焊接國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-22
• 6 本文主要研究?jī)?nèi)容22-23
• 第二章 激光焊接基礎(chǔ)理論23-31
• 1 激光焊接原理及分類23-24
• 2 焊縫成型影響因素24-25
• 2.1 熱源的性質(zhì)24
• 2.2 焊接參數(shù)24-25
• 2.3 被焊工件的熱物理性質(zhì)25
• 3 激光深熔焊理論模型25-28
• 3.1 熱傳導(dǎo)過(guò)程25-27
• 3.2 材料熔化及汽化過(guò)程27-28
• 4 異種金屬激光深熔對(duì)接焊理論分析28-31
• 第三章 45#-40Cr 激光焊接組織及性能研究31-47
• 1 引言31
• 2 試驗(yàn)條件及方法31-34
• 2.1 試驗(yàn)材料31-32
• 2.2 試驗(yàn)方法與設(shè)備32-34
• 3 激光焊接工藝參數(shù)優(yōu)化34-40
• 3.1 激光焊接參數(shù)對(duì)焊縫形貌的影響34-37
• 3.2 激光焊接參數(shù)對(duì)組織性能的影響37-39
• 3.3 激光焊接參數(shù)對(duì)硬度的影響39-40
• 4 光斑偏移量對(duì)焊接接頭質(zhì)量的影響40-44
• 4.1 光斑偏移對(duì)焊縫形貌的影響40-42
• 4.2 光斑偏移對(duì)焊縫金相組織的影響42-44
• 4.3 激光光斑偏移對(duì)焊縫硬度的影響44
• 5 拉伸性能研究44-45
• 6 本章小結(jié)45-47
• 第四章 管件的激光焊接工藝探究47-55
• 1 引言47
• 2 試驗(yàn)條件及方法47-48
• 2.1 試驗(yàn)材料47
• 2.2 試驗(yàn)方案47-48
• 3 焊接參數(shù)設(shè)計(jì)48-50
• 3.1 恒定激光功率焊接48
• 3.2 緩升緩降激光功率焊接48-49
• 3.3 其它變功率焊接49-50
• 4 結(jié)果分析50-53
• 4.1 恒定激光功率焊接50-51
• 4.2 緩升緩降激光功率焊接51-52
• 4.3 其它變功率焊接52-53
• 5 小結(jié)53-55
• 第五章 基于激光焊接的汽車傳動(dòng)軸扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)研究55-61
• 1 引言55
• 2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備55
• 3 傳動(dòng)軸激光焊接焊縫成型表面質(zhì)量分析55-56
• 4 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)研究56-58
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法56-57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析57-58
• 5 管材焊接專用夾具設(shè)計(jì)58-59
• 6 本章小結(jié)59-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 1 本文研究工作主要結(jié)論61
• 2 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-69
• 攻讀研究生期間發(fā)表的論文與研究成果69

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