本文關鍵詞：局部負壓條件下鍍鋅鋼板零間隙激光搭接焊的工藝研究

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【摘要】：汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上代表了整個國家的工業(yè)水平。新世紀以來,汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,在國民經(jīng)濟中占有重要地位。鍍鋅板因為具備良好的耐腐蝕性能而被越來越多的應用于汽車制造業(yè)之中,與此同時大功率激光焊接技術也憑借高效率、高質量等優(yōu)點而逐步替代電阻點焊技術。然而鍍鋅鋼板表層鍍鋅的沸點(907℃)大大低于鐵的熔點(1530℃),這就會導致零間隙焊接鍍鋅板的時候工件搭接面處會產(chǎn)生很多高溫高壓狀態(tài)的鋅蒸汽,如果這些鋅蒸汽不能夠順暢地從焊接匙孔中逸出,就會形成諸如孔洞、氣孔以及飛濺等嚴重焊接缺陷。工業(yè)上一般采用的解決方法是通過在焊接時上下兩工件之間留存一間隙,把此間隙當做鋅蒸汽的逸出通道,但是這種預留間隙法會導致工序的增加從而導致成本的上升而難以應用。針對鍍鋅鋼板激光搭接焊存在的問題,本文采取一種在焊縫上方提供局部負壓環(huán)境以此促進鋅蒸汽從小孔逸出的方法來改善鍍鋅鋼板零間隙激光搭接焊的質量,提供局部負壓的方法分別為在焊縫上方施加高速平吹輔助氣流以及側吸。研究這種方式對鍍鋅鋼板零間隙激光搭接焊工藝性能的影響,通過試驗獲得無缺陷焊縫并得到使焊縫成形最佳的工藝參數(shù)范圍。試驗過程借助高速攝像等設備對焊接過程中的等離子體,熔池及小孔進行實時在線觀察。另外,試驗還對搭接接頭的金相組織和顯微硬度,對不同工藝條件下的搭接接頭進行了相關力學性能進行了研究。研究結果發(fā)現(xiàn),采用局部負壓方式能夠獲得缺陷較少的搭接焊縫,焊縫內部組織基本上無氣孔,裂紋等缺陷,組織性能較好,搭接焊縫強度能夠達到母材強度。高速攝像觀察結果發(fā)現(xiàn)采用局部負壓方式時等離子體變得十分穩(wěn)定,小孔也基本保持張開的狀態(tài)。通過工藝試驗,高速攝像的結果分析,本文認為施加局部負壓加速了鋅蒸汽從小孔逃脫從而保證了小孔的通暢性和穩(wěn)定性。小孔在零間隙鍍鋅鋼板激光搭接焊過程中充當鋅蒸汽的逸出通道。
【關鍵詞】：鍍鋅鋼板 激光焊接 鋅蒸汽 局部負壓 小孔
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG456.7;U466
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 鍍鋅鋼板點焊發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的部分問題10-11
• 1.3 激光焊接技術在汽車工業(yè)中的應用11-15
• 1.4 鍍鋅鋼板激光搭接焊工藝方以及機理研究的現(xiàn)狀15-19
• 1.5 本文主要研究內容19-21
• 2 試驗方案的設計以及前期工藝試驗研究21-28
• 2.1 實驗平臺搭建21-23
• 2.2 實驗方案設計23-25
• 2.3 前期工藝試驗25-28
• 3 局部負壓條件下零間隙焊接鍍鋅鋼板的工藝研究28-44
• 3.1 局部負壓對焊接質量的影響28-30
• 3.2 采用平吹氣流方式的焊接試驗30-34
• 3.3 采用側吸方式的焊接試驗34-39
• 3.4 接頭組織與硬度分析39-41
• 3.5 焊縫力學性能測試分析41-43
• 3.6 本章小結43-44
• 4 真空環(huán)境下零間隙激光焊接鍍鋅鋼板的工藝試驗44-49
• 4.1 真空環(huán)境激光焊接系統(tǒng)的構建44-45
• 4.2 真空環(huán)境下的激光焊接工藝試驗45-47
• 4.3 焊縫力學性能測試47-48
• 4.4 本章小結48-49
• 5 局部負壓對焊接過程中等離子體及熔池的影響49-58
• 5.1 焊接過程高速攝像結果與分析49-54
• 5.2 施加局部負壓條件對焊縫成形及鋅蒸汽影響分析54-57
• 5.3 本章小結57-58
• 6 結論及展望58-60
• 6.1 全文總結58-59
• 6.2 文章的不足與展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-64

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本文編號：672963