在中國制造2025戰(zhàn)略的要求下,如何通過材料的革新使高速載具輕量化成為重要議題。高強鋼三明治板因其具有比強度高、比高度大、吸能性好的優(yōu)點,為高速載具輕量化提供了極具潛力的解決方案。如何有效連接芯板與面板一直是金屬三明治板加工過程的首要難題。為彌補激光焊高強鋼三明治板T型接頭焊縫寬度,根部存在明顯間隙的缺陷,本文提出一種新的焊接方法,焊劑片約束電弧焊（FBCA）方法,用來加工制造高強鋼三明治板。針對FBCA焊接T形接頭過程中的焊劑片約束機理、電弧行為、熔滴過渡特性和電弧穩(wěn)定性的問題,本文搭建了一套完整的FBCA焊接T形接頭設備平臺以及采集電弧行為的高速攝像系統(tǒng)和采集焊接過程中電信號的實時電流-電壓采集系統(tǒng)。系統(tǒng)地研究了FBCA焊接T形接頭的方法及設備,超窄間隙焊道內焊劑片對電弧的約束機理,不同工藝下FBCA焊接T形接頭過程中的焊縫成形機理,不同工藝對FBCA焊接T形接頭電弧行為的影響規(guī)律,不同工藝對FBCA焊接T形接頭熔滴過渡特性及其電弧穩(wěn)定性問題。并對最優(yōu)工藝下的FBCA焊接T形接頭焊縫的顯微硬度,微觀組織和力學性能進行了系統(tǒng)研究,最后提出了FBCA焊接高強鋼三明治板的設備方法,論證了... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

激光焊三明治板及其接頭焊劑片約束電弧理論，最早由朱亮等人提出，用來進行超窄間隙焊接

渡過程及機理與超窄間隙氣保焊焊接和焊劑片約束下的厚板超窄間隙焊接有著本質區(qū)別。3.使用設備與控制技術不同：FBCA采用單道“電弧壓縮+根部強制成形”的思路搭建焊接機器人設備和相應的工藝參數(shù)，與焊劑片約束下的厚板超窄間隙焊接本質不同。因此，F(xiàn)BCA焊接工藝選擇和電弧約束機理與焊劑片約束電弧超窄間隙焊接不盡相同，是一種全新的焊接工藝方法，有必要進一步對FBCA焊接T形接頭的工藝參數(shù)及其不同工藝下FBCA焊接機理進行研究，最終為焊劑片約束電弧焊（FBCA）方法用于高強鋼三明治板的制造提供工藝基礎和理論依據。圖1.2焊劑片約束電�。‵BCA）焊接高強鋼三明治板T形接頭接頭形式

焊劑片約束電弧焊接高強鋼三明治板方法及機理研究8弧焊高強鋼三明治板T形接頭的坡口形式又與超窄間隙焊接的坡口相似，因此對焊劑片約束電弧焊的焊接方法機理的研究也將豐富窄間隙焊接的理論，有必要關注窄間隙焊接技術的研究現(xiàn)狀。窄間隙焊接的工藝研究可以為開發(fā)焊劑片約束電弧焊三明治板T形接頭提供基礎工藝支持，同時，窄間隙焊接中所提出的克服電弧攀升，穩(wěn)定電弧，提高側壁熔深的方法也可以為同樣在窄間隙焊道內施焊的焊劑片約束電弧焊方法提供理論研究的依據。圖1.4不同方法焊接效率的比較早在1963年，美國Battelle研究所就提出了窄間隙焊接（NarrowGapWelding，簡稱NGW）的概念。在大厚板焊接領域，相較傳統(tǒng)焊接方法，窄間隙焊接方法是在焊道間距通常小于30mm（10mm以下為超窄間隙焊接）的基礎上，采用不另開坡口的U型或I型對接坡口形式，，直接在焊道內進行多道焊的焊接方法[94-96]。相較傳統(tǒng)焊接方法而言，窄間隙焊接技術最大優(yōu)勢是超高的焊接效率，各種方法焊接效率如圖1.4所示。相較其他焊接效率高的焊接方法而言（電渣焊，埋弧焊等），窄間隙GMAW焊接又具有顯著的低熱輸入，低焊接設備成本，良好的焊接熱影響區(qū)性能，可實現(xiàn)全位置焊接和抗應力腐蝕性能等優(yōu)點[97-98]。因此，直到今天，窄間隙焊接技術仍然是各國焊接學者的研究重點之一，甚至成為大型構件加工能力的標志之一。自窄間隙GMAW焊接技術問世以來，立刻引起了日本學者的興趣，最早在1966年就啟動了相關的研究，并到今天為止，基于其扎實的電弧物理基礎，日本在窄間隙焊接領域一直保持著領先地位。其在窄間隙焊接領域，不僅研制窄間隙焊接的成套設備，專門出版針對窄間隙焊接技術的教材，制定窄間隙焊接技術的相應標準，而且積極推廣窄間隙焊接技術在鍋爐，核電等設備上

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3307304