激光焊接線能量對不銹鋼接頭組織及性能影響的研究
本文關(guān)鍵詞:激光焊接線能量對不銹鋼接頭組織及性能影響的研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:不銹鋼軌道客車因其具有重量輕、安全性高、成本低、耐腐蝕等諸多優(yōu)點成為我國目前軌道車輛的首要選擇。隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的進步,人們對軌道客車車輛的各項品質(zhì)有了更加嚴(yán)格的要求。電阻點焊技術(shù)已經(jīng)不能滿足高品質(zhì)不銹鋼軌道客車生產(chǎn)的要求。激光焊接技術(shù)有利于明顯提高軌道客車的品質(zhì)。與傳統(tǒng)焊接方法相比,激光焊接技術(shù)有無可替代的優(yōu)勢,將逐漸取代電阻點焊技術(shù)在不銹鋼軌道客車車體中的應(yīng)用。 本論文研究了激光焊接線能量對不銹鋼搭接接頭熔深、熔寬、微觀組織、硬度及拉伸性能的影響,并對接頭的疲勞性能進行了研究。研究結(jié)果表明,熔深、熔寬均隨焊接線能量的增加而增加。焊接線能量≤1.0000kJ/cm時,焊縫表面成形良好,背面無明顯的焊接痕跡。當(dāng)焊接線能量變大時,焊縫區(qū)胞狀晶與胞狀樹枝晶的方向性增強,晶區(qū)寬度增大;熱影響區(qū)的寬度增大,晶粒粗化現(xiàn)象加重。奧氏體不銹鋼激光焊接頭的硬度分布是不均勻的。當(dāng)焊接線能量增加時,接頭焊縫區(qū)、熱影響區(qū)的硬度值降低,接頭抗拉剪能力增強。接頭斷裂模式主要有兩種:熱影響區(qū)斷裂模式和結(jié)合面焊縫斷裂模式。不銹鋼搭接激光焊接工藝帶為0.8636kJ/cm E1.0000kJ/cm。 選取焊接線能量為0.8636kJ/cm、0.9048kJ/cm、0.9091kJ/cm、0.9545kJ/cm的焊接接頭進行疲勞性能試驗,結(jié)果表明,在高載荷條件下疲勞裂紋在焊縫和下板中擴展,斷裂于焊縫;在中、低載荷條件下,裂紋在下板中擴展,擴展方向近似平行于板厚的方向,斷裂發(fā)生在2mm厚的下板。在試件所受載荷較低時,裂紋沿晶界擴展,擴展區(qū)面積較大,瞬斷區(qū)面積較小,擴展區(qū)第一階段時間較長,疲勞條紋寬度較大,瞬斷區(qū)韌窩較深;當(dāng)試件所受載荷較高時,裂紋在PSB內(nèi)萌生,擴展區(qū)面積較小,瞬斷區(qū)面積較大,擴展區(qū)第二階段時間較長,疲勞條紋寬度較小,瞬斷區(qū)韌窩較淺。疲勞裂紋初期的擴展方向與應(yīng)力軸成45°夾角,在下一階段變成垂直于應(yīng)力軸。裂紋在初期的擴展速度較第二階段慢。在其擴展的初期,斷口上沒有疲勞條紋。在第二階段,斷口上有特征的疲勞條紋。
【關(guān)鍵詞】:不銹鋼車體 激光焊 焊接線能量 接頭疲勞性能
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TG456.7
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 緒論9-23
- 1.1 選題的意義9-11
- 1.2 不銹鋼軌道客車及其焊接技術(shù)研究進展11-20
- 1.2.1 不銹鋼軌道客車11-13
- 1.2.2 不銹鋼車體焊接技術(shù)13-20
- 1.3 焊接接頭疲勞性能研究進展20-21
- 1.3.1 接頭疲勞性能研究意義20
- 1.3.2 接頭疲勞性能研究現(xiàn)狀和趨勢20-21
- 1.4 本課題的主要任務(wù)21-23
- 第二章 試驗材料、方法及設(shè)備23-31
- 2.1 試驗材料23-25
- 2.2 試驗方法及設(shè)備25-31
- 2.2.1 不銹鋼的激光焊25-27
- 2.2.2 接頭微觀組織分析27-28
- 2.2.3 接頭力學(xué)性能測試28-31
- 第三章 激光焊接線能量對不銹鋼搭接焊縫熔深、熔寬及組織的影響31-43
- 3.1 激光焊接線能量對焊縫熔深、熔寬的影響32-37
- 3.1.1 激光焊接線能量對焊縫熔深的影響32-35
- 3.1.2 激光焊接線能量對焊縫熔寬的影響35-37
- 3.2 激光焊接線能量對表面質(zhì)量的影響37-39
- 3.3 激光焊接線能量對接頭組織的影響39-42
- 3.4 本章小結(jié)42-43
- 第四章 激光焊接線能量對不銹鋼搭接接頭硬度和拉伸性能的影響43-55
- 4.1 激光焊接頭的顯微硬度分布43-44
- 4.2 激光焊接頭的拉伸性能44-49
- 4.3 激光焊接線能量對接頭斷裂模式的影響49-51
- 4.4 不銹鋼搭接激光焊接工藝帶51-53
- 4.5 本章小結(jié)53-55
- 第五章 不銹鋼搭接激光焊接頭的疲勞性能55-75
- 5.1 接頭疲勞試驗方法55-59
- 5.1.1 成組法55-57
- 5.1.2 升降法57-58
- 5.1.3 P-S-N 曲線繪制58-59
- 5.2 激光焊接頭的疲勞性能測試59-67
- 5.2.1 測試結(jié)果59-66
- 5.2.2 應(yīng)力分析66-67
- 5.3 疲勞斷裂機理分析67-72
- 5.3.1 疲勞斷口的宏觀分析68
- 5.3.2 疲勞裂紋的萌生機理68-70
- 5.3.3 疲勞裂紋的擴展機理70-72
- 5.4 本章小結(jié)72-75
- 第六章 結(jié)論75-77
- 參考文獻77-82
- 致謝82
【參考文獻】
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本文編號:350390
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