焊接工藝參數(shù)對(duì)實(shí)芯焊絲熔敷金屬及接頭組織與性能的影響

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1、吉林化工學(xué)院外文翻譯焊接工藝參數(shù)對(duì)實(shí)芯焊絲熔敷金屬及接頭組織與性能的影響WeldingParametersforSolidWireDepositedMetalandJointMicrostructureandProperties性質(zhì):□畢業(yè)設(shè)計(jì)□畢業(yè)論文教學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院系別：材料成型及控制工程系學(xué)生學(xué)號(hào)：11470106學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：材控1101指導(dǎo)教師：職稱：起止日期：2015.3.1～2015.3.31吉林化工學(xué)院JilinInstituteofChemicalTechnology電阻點(diǎn)焊焊接參數(shù)對(duì)高強(qiáng)度鋼組織和力

2、學(xué)性能的影響本文介紹的實(shí)驗(yàn)是通過硬度測(cè)試研究高強(qiáng)度鋼電阻點(diǎn)焊焊接接頭的物理機(jī)械性能（AISI4130）。以焊接電流和電弧電壓作為實(shí)驗(yàn)參數(shù)。通過焊接接頭的拉伸剪切試驗(yàn)，以確定焊接區(qū)的強(qiáng)度。硬度和微觀檢測(cè)是為了研究焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭的影響。硬度線測(cè)試焊接區(qū)大部分區(qū)域，包括熱影響區(qū)和母材。硬度測(cè)試主要研究電流對(duì)接頭不同區(qū)域硬度和微結(jié)構(gòu)的影響。焊接過程中使用低電壓高電流，增加了熔深。通過使用6.5kA的焊接電流獲得一個(gè)最佳的焊接質(zhì)量。人們發(fā)現(xiàn)，電阻點(diǎn)焊試樣的機(jī)械性能由熔寬和熔深控制。結(jié)果表明，硬度測(cè)試技術(shù)為硬度標(biāo)準(zhǔn)和微結(jié)構(gòu)檢查提供了

3、物理和機(jī)械研究的最好方法。關(guān)鍵詞：焊接電流；金相組織；硬度測(cè)試；熔深；熔敷金屬1.簡介熱處理低合金鋼因?yàn)槠淞己玫哪透g性和強(qiáng)度在船舶行業(yè)被廣泛使用，電阻點(diǎn)焊用于連接金屬薄板在汽車行業(yè)被廣泛應(yīng)用。焊接電流是電阻點(diǎn)焊的最重要參數(shù)，隨著電流的增大焊接熱量增加，在電阻點(diǎn)焊過程中壓力也被認(rèn)為是作為一種重要的參數(shù)影響焊接質(zhì)量，融合區(qū)大小或試塊直徑及其微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響點(diǎn)焊試樣最重要的力學(xué)因素。因?yàn)殇摰臋C(jī)械性能高度依賴于組織和每個(gè)階段的分布,所以，改變焊接電流即改變機(jī)械性能。一些微觀成分在焊接過程中產(chǎn)生的機(jī)械性能差，例如，不均勻的馬氏體微觀結(jié)

4、構(gòu)的韌性差。當(dāng)這些特殊微觀結(jié)構(gòu)的主要焊縫體積分?jǐn)?shù)增大時(shí)這些微觀結(jié)構(gòu)更有害。焊件的硬度值作為某些工業(yè)應(yīng)用的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，材料的硬度取決于其微觀結(jié)構(gòu)。因此，硬度測(cè)量將是一個(gè)關(guān)鍵的質(zhì)量保證測(cè)試，因?yàn)樗焖俅_定了處理進(jìn)度是否達(dá)到所要求的特性，Moon[1]等研究了基于低碳鋼氣體金屬電弧焊接時(shí)硬度的變化過程。在一些報(bào)道中，硬度測(cè)試被用于研究焊接工藝參數(shù)對(duì)組織的影響[2-4]；Naderi等[5,6]用硬度測(cè)試技術(shù)研究異構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)，許多研究人員研究了焊接參數(shù)對(duì)電阻點(diǎn)焊[7-10]接合強(qiáng)度的影響；Liao等[11]研究了在一電阻點(diǎn)焊微觀結(jié)構(gòu)焊接

5、的高強(qiáng)度雙相鋼；Marashi等人[12]研究了不同的電阻點(diǎn)焊微觀結(jié)構(gòu)和破壞行為；Pouranvari研究了異種電阻點(diǎn)焊[13]熔融區(qū)域的大小和失效模式對(duì)機(jī)械性能的影響。本實(shí)驗(yàn)研究的目的是通過焊接樣品中硬度測(cè)試的比較結(jié)果探討點(diǎn)焊參數(shù)對(duì)組織和力學(xué)性能的影響。-8-2.實(shí)驗(yàn)2.1材料準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)在此研究2mm厚的AISI4130鋼板作為底板，表面由鹽酸溶液清洗以消除表面污染，薄板通過電阻點(diǎn)焊作為搭接焊接。AISI4130鋼的化學(xué)組成列于表1；焊接是使用45±截錐形RWMA，2類電極與6毫米直徑進(jìn)行；在此過程中所用的參數(shù)列于表2中。表14

6、130鋼的化學(xué)成分CSiMnCrMoCuPSNiFe0.3050.250.50.950.20.170.0120.0120.125均衡表2每個(gè)試樣電阻點(diǎn)焊條件樣品編號(hào)電極壓力(kN)焊接電流(kA)155255.5356456.5557657.573.86.584.46.5956.5105.66.5116.26.5126.86.5然后將樣品拋光和腐蝕在3％HNO3+乙醇的溶液中，微結(jié)構(gòu)是由光學(xué)顯微范圍（LOM）觀察到的，焊接部分在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行載荷為1mm/min的拉伸-剪切實(shí)驗(yàn)，以確定在一個(gè)SantamSTM-600測(cè)試機(jī)的拉伸-剪

7、切強(qiáng)度，如圖1。圖1剪切拉伸試樣示意圖[10]-8-2.2硬度測(cè)試規(guī)范表面硬度測(cè)量是從固定材料和樣品之間距邊界0.2毫米開始的，由于樣品邊緣的硬度值高，進(jìn)行表面硬度測(cè)量用1公斤負(fù)荷與0.1毫米間隔下掃描硬度機(jī)，每個(gè)樣品繪制了900縮進(jìn)（60*15），測(cè)量的位置示意如圖2。圖2選擇用于硬度試驗(yàn)的草圖區(qū)域3.結(jié)果與討論3.1微觀結(jié)構(gòu)表征圖3示出了焊接硬度測(cè)試壓痕橫截面的典型宏觀結(jié)構(gòu)，不同微結(jié)構(gòu)區(qū)域可以看出三個(gè)宏觀圖像：焊接，熱影響區(qū)（HAZ）和母材。圖3點(diǎn)焊試樣接頭各區(qū)宏觀特征母材的焊接溫度一般保持在200℃以下遠(yuǎn)離焊縫。所以，微觀

8、結(jié)構(gòu)成分不受影響是因?yàn)榻M織成分沒有被激活[16]，圖4示出了母材的微觀結(jié)構(gòu)。-8-圖4母材的微觀結(jié)構(gòu)圖5顯示了焊縫的微觀結(jié)構(gòu)，主要是馬氏體微觀結(jié)構(gòu)。焊縫區(qū)是由加熱熔點(diǎn)以上,重復(fù)快速冷卻,奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體而形成的。如圖5所示,較低的焊接電流焊接時(shí)發(fā)現(xiàn)板條狀馬氏體