【摘要】：日益減少的全球可利用資源以及高速增長的現(xiàn)代工業(yè)化要求對軌道列車輕量化及高速化提出了巨大的挑戰(zhàn)。在“十二五”期間,高速軌道列車數(shù)量及提速需求的增加,考慮到不銹鋼材料具有強度高、焊接性能好、易冷加工、價格低廉等特點正好滿足相關(guān)要求;同時隨著焊接新技術(shù)的發(fā)展,使不銹鋼的使用得到了進一步的重視,國家推崇軌道車輛的制造采用不銹鋼車體。本文針對不銹鋼車體焊接中密封性差、焊接變形大等典型問題,充分利用激光焊接技術(shù)所具有的焊接變形小、效率高等優(yōu)勢,對軌道列車專用SUS301L系列不銹鋼配合工業(yè)機器人進行光纖激光自熔焊研究,同時利用優(yōu)化后工藝與MIG焊進行對比研究,進一步論證光纖激光焊技術(shù)在不銹鋼車體制造上的可行性與優(yōu)勢。本文對三種典型接頭進行了正交試驗、單因素優(yōu)化實驗及相關(guān)性能檢測,其中主要包括:2.0mm SUS301L激光對接焊縫,實現(xiàn)了表面無明顯氧化色、外觀成形良好的效果,所得焊縫抗拉強度高、焊縫橫截面形貌及金相組織均良好。0.8mm+1.5mm的SUS301L-HT不銹鋼搭接激光自熔焊研究發(fā)現(xiàn),焊縫熔深一定的條件下,焊縫承載能力的大小主要取決于搭接面面積大小,當搭接寬度越接近于該工藝參數(shù)下的WMAX,則焊縫承載能力越強;通過對非穿透搭接結(jié)構(gòu)研究獲得優(yōu)化工藝參數(shù)下力學(xué)性能與外觀形貌兼?zhèn)涞拇罱雍缚p,進一步在優(yōu)化參數(shù)下進行溫度場模擬,得到SUS301L不銹鋼非穿透型搭接結(jié)構(gòu)背面適宜溫度范圍方便實際應(yīng)用。對于T型接頭激光自熔焊工藝的特點,本文研究發(fā)現(xiàn),T型接頭與對接、搭接接頭焊縫質(zhì)量的重要影響因素并不一致,影響T型接頭的重要因素為光束的姿態(tài),即激光入射角、光束入射位置。通過對工藝參數(shù)的合理調(diào)整,在單束激光施焊且無焊接材料填充的情況下可以獲得單面施焊三面成形的T型接頭組織,其橫向拉伸強度可達到母材的64%。最后,本文在研究不銹鋼激光焊的基礎(chǔ)上,對光纖激光自熔焊與MIG焊做出對比研究,發(fā)現(xiàn)激光焊接焊縫在焊縫形貌與焊后變形情況都優(yōu)于MIG焊縫。激光焊縫拉伸斷裂在焊縫區(qū),抗拉強度達到979.1MPa,接頭延伸率達到48.2%;而MIG焊縫拉伸斷裂在熱影響區(qū),抗拉強度僅為779.6MPa,接頭延伸率為21.3%;兩種焊接方式的力學(xué)性能差異明顯,進一步論證了光纖激光焊技術(shù)在不銹鋼車體制造上的明顯優(yōu)勢。
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【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG456.7

【參考文獻】

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1 張o惲，

本文編號：2412799