雙相鋼激光焊接工藝參數(shù)優(yōu)化研究

《雙相鋼激光焊接工藝參數(shù)優(yōu)化研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、1緒論1.1選題背景及意義隨著科技的發(fā)展，人們對生活質量的要求也越來越高，越來越重視生活用品和工程材料等的質量問題。在人們的生活和生產中，焊接是一個重要的環(huán)節(jié)，而焊接中應用是最廣泛的當屬激光焊。所以，提高材料的激光焊接質量，可以顯著改善我們的生活質量，使我們的生活更加豐富多彩。激光焊接是當今先進的材料連接技術之一。相對于其它傳統(tǒng)焊接方式，激光焊接有著獨特的優(yōu)點并廣泛應用到汽車制造中。美國、日本等一些工業(yè)化強國也都是汽車強國。我國也有農業(yè)化向工業(yè)化邁進，通過工業(yè)化來加快汽車業(yè)的發(fā)展。即使是2008年的國際金融

2、危機，我國汽車生產、銷量雖然比原計劃有所減少，但同比各增長了5.2%和6.7%分別為934.5萬輛和938.1萬輛。汽車產業(yè)在我國國民經濟中占有不可或缺的地位，我國從無發(fā)展成為年產量與銷量跨千萬輛的汽車大國?，F(xiàn)如今汽油的價格越來越高，交通事故越來越頻繁，尾氣排放越來越多，人們對汽車的要求也就越來越高。而汽車重量是汽車主要耗能部分，減小汽車重量可以降低油耗，[1]同時也減少了尾氣的排放，這對于節(jié)能環(huán)保，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展道路具有重大意義。僅僅降低汽車重量還遠遠達不到汽車安全性的要求，為了兩者兼顧，研究者們選用高強

3、度鋼板作為汽車車身主要材料，這樣既可以減少汽車重量，又可以提高其安全[2-5]性。近幾十年來，汽車用高強鋼板的開發(fā)與應用引起了世界各國的高度重視。作為高強鋼板系列家族中的雙相鋼，因其很多特性優(yōu)勢廣泛應用于汽車制造業(yè)。雙相鋼作為汽車用鋼，成本較低、綜合機械性能優(yōu)異，為汽車產業(yè)以及原材料生產[6]制造企業(yè)帶來巨大的經濟效益。我國對雙相鋼板的激光焊接技術的應用起步較歐美國家晚，對其焊接工藝的研究也開始沒多久，為使雙相鋼板能更好的應用于汽車制造業(yè)，對雙相鋼的焊接工藝的應用研究與開發(fā)是很有必要的。為了減少因材料腐蝕而

4、帶來的危害，應增強材料的防腐蝕能力以提高汽車安全1萬方數(shù)據(jù)性。鍍鋅鋼板具有好的抗腐蝕性因而在汽車用鋼板中得到廣泛的應用。近十年來，我國汽車制造業(yè)中也開始采用鍍鋅板作為汽車用板，所采用的鍍鋅板厚度從0.5~3.0毫米不等。一汽公司與德國合作的Audi轎車，其車身部件絕大多數(shù)部分都是采用的鍍鋅鋼板，上海汽車公司與美國通用公司合作的Buick轎車采所用的鋼板超過八成都是用的雙面鍍鋅板，上海汽車公司與德國大眾合作的帕薩特汽車車身的鍍鋅工藝，可以使車身防銹蝕保質期長達11年，國內自行研發(fā)的出來的中華牌小轎車，其車聲上

5、應用到鍍鋅板的百分比也超過八成，鍍鋅板在汽車車身上的應用量占冷軋板的百[7]分之七十左右。隨著汽車車身向安全性和輕量化的方向發(fā)展，在不降低剛度和強度的前提條件下，使汽車用鋼向經涂鍍處理的高強化方向發(fā)展，而熱鍍鋅雙相鋼因強度高、抗腐蝕性好，且具有良好的沖壓性能，在汽車工業(yè)中的應用取代普通的冷軋[8]鋼板將勢不可擋，已發(fā)展成為未來發(fā)展輕質量高安全性汽車的主要材料。[9-10]國內外焊接工作者對高強度鋼激光焊接的應用研究已經做了不少的工作。在這些基礎上，人們對各種高強鋼的激光焊接性有了一定的認識，但高強鋼激光焊的

6、應用仍然缺少足夠的數(shù)據(jù)，對汽車用高強度鍍鋅鋼激光焊接質量與缺陷的分析有許[11-12]多問題需進一步研究與探索。要研究某種特定的工藝技術，一般要做大量的試驗，因此，要為激光焊接過程中的某些特定的材料制定合適的激光焊接工藝，也一樣需要大量前期試驗，這樣就[11]要耗費大量的人力、物力及財力。所以，選擇合適的激光焊接試驗方案并建立特定的數(shù)學模型和工藝參數(shù)優(yōu)化預測模型，在一定程度上減少工藝試驗的次數(shù)，能夠預測焊接結果并實現(xiàn)工藝參數(shù)的預選和優(yōu)化，并控制激光焊接過程，這樣對焊接缺[12]陷的預防具有十分重要的意義，同

7、時也是研究的一個重大課題。因而國內外研究[13]者們對深熔激光焊接工藝及數(shù)學模型的建立進行了大量研究。2萬方數(shù)據(jù)1.2熱鍍鋅雙相鋼1.2.1鍍鋅板鍍鋅板，顧名思義是指在鋼板表面涂鍍一層金屬鋅而形成的特殊的鋼板，涂鍍的作用是防止鋼板表面被腐蝕，這樣做的目的是延長鋼板的使用壽命。目前鋼板的鍍鋅工藝有了一些發(fā)展，工業(yè)上有熱鍍鋅、電鍍鋅和熱噴涂鋅三種鍍鋅工藝，其中[14]熱鍍鋅因其厚鍍層、強耐蝕性和低成本廣泛應用于汽車車身鋼板中。汽車是人類的基本交通工具，更是現(xiàn)代文明社會的一項重要指標。自1978年改革開放以來，中

8、國人民的物質和文化生活漸漸與世界同步，人們的生活水平顯著提高的同時，其消費觀念也在不斷轉變，從而導致市場對汽車的需求量大大增加，汽車產量日益增加，這樣帶動了我國汽車產業(yè)的迅猛發(fā)展。然而，在汽車產量日益增加的同時，人們對汽車的質量也提出更高的要求。汽車工業(yè)一直都是是經濟發(fā)達國家的支柱產業(yè)，而薄板在全部汽車用材料中所占比例達到50%以上，其中鍍層板又[15]占冷軋薄板的70%(主要是鍍鋅鋼板)。隨著汽車在行駛過程中受