汽车铝/钢异质材料机器人激光焊接工艺研究
发布时间：2022-11-05 10:35
汽车轻量化需求促进铝/钢一体化结构件代替单一钢结构件成为汽车工业的发展趋势。本研究选用车用薄板6016铝合金和DC06低碳钢平板试样为试验材料,采用光纤激光器研究了钢上铝下搭接形式的激光焊接工艺和机理。研究了激光功率（P）、离焦量（f）、焊接速度（V）对铝/钢激光搭接焊接头表面成形、微观组织及界面结构的影响。结果表明,适当的工艺参数下可以获得表面成形饱满、光滑,具有银白色金属光泽,无气孔、裂纹、未熔合等缺陷的良好焊缝。焊缝/铝界面IMC主要有层状和针状两种形态特征,层状IMC相为Fe3Al、FeAl和FeAl2,靠近焊缝;针状IMC相为FeAl3,靠近铝侧。激光功率800W,离焦量+2mm,焊接速度0.07m/s时,熔池上部生成大量塑韧性良好的铁素体与珠光体组织,焊缝/铝界面IMC主要为层状FeAl2和细小针状FeAl3。增大激光功率或者降低焊接速度,铝侧熔深与熔宽增大,界面IMC数量增多,表现为层状IMC厚度增大,针状IMC尺寸增大。离焦量减小,铝侧熔深与熔宽增大,界面层IM...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 铝/钢异质材料激光焊接性分析
1.2.1 激光焊的特点
1.2.2 铝/钢激光焊接技术难点
1.3 铝/钢激光焊接国内外研究现状
1.3.1 铝/钢激光熔钎焊
1.3.2 铝/钢激光深熔焊
1.3.3 铝/钢激光焊接添加合金元素研究现状
1.4 本文研究内容
第2章 试验材料、设备与方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备
2.2.1 激光加工系统
2.2.2 焊接质量检测设备
2.3 试验工艺与方法
2.3.1 工艺试验
2.3.2 焊接接头的分析测试
第3章 铝/钢直接激光搭接焊工艺和机理
3.1 引言
3.2 铝/钢搭接焊接头表面成形及截面形貌
3.2.1 激光功率对接头表面成形及截面形貌的影响
3.2.2 离焦量对接头表面成形及截面形貌的影响
3.2.3 焊接速度对接头表面成形及截面形貌的影响
3.3 铝/钢搭接焊接头微观组织及界面层结构
3.3.1 激光功率对接头微观组织及界面层结构的影响
3.3.2 离焦量对接头微观组织及界面层结构的影响
3.3.3 焊接速度对接头微观组织及界面层结构的影响
3.4 铝/钢搭接焊接头力学性能及断裂行为
3.4.1 接头显微硬度分布
3.4.2 接头抗拉剪力
3.4.3 接头断裂行为
3.5 本章小结
第4章 合金元素对铝/钢激光搭接焊接头质量的影响
4.1 引言
4.2 合金元素对接头表面成形与金相组织的影响
4.3 合金元素对接头微观组织及界面层结构的影响
4.4 合金元素对接头力学性能的影响
4.4.1 接头显微硬度分布
4.4.2 接头抗拉剪力
4.4.3 接头断裂行为
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接速度对钢/铝异种金属激光深熔焊接头特性的影响[J]. 崔丽,钱伟,潘峰,贺定勇,王智慧. 北京工业大学学报. 2018(10)
[2]添加Si粉激光深熔焊钢/铝接头的显微组织与性能[J]. 周惦武,刘金水,卢源志,周来沁,潘井春. 机械工程学报. 2018(14)
[3]铝/钢异种金属电弧辅助激光熔钎焊工艺[J]. 黄健康,于永龙,何旌,余淑荣. 热加工工艺. 2018(05)
[4]钢/铝添加粉末激光焊接头界面组织与性能[J]. 袁江,周惦武,陈胜迁,孙甲尧,侯德政. 材料工程. 2017(09)
[5]铝钢点焊铆接复合连接技术[J]. 凌展翔,罗震,冯悦峤,李洋,敖三三. 焊接学报. 2017(02)
[6]钢/铝异种金属激光焊接头界面特性的研究[J]. 王晓虹,谷晓燕,孙大千. 机械工程学报. 2017(04)
[7]Cu对铝/钢异种金属电阻点焊接头组织及性能的影响[J]. 张月莹,孙大千,李洪梅,谷晓燕. 长春工业大学学报. 2017(01)
[8]铝合金/不锈钢双光束激光深熔焊接接头组织及力学性能[J]. 潘峰,崔丽,钱伟,贺定勇,魏世忠. 金属学报. 2016(11)
[9]汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J]. 郑晖,赵曦雅. 锻压技术. 2016(02)
[10]填充粉末对钢/铝异种合金激光深熔焊接头界面组织的影响[J]. 马彪,崔丽,钱伟,杨武雄. 应用激光. 2015(04)
博士论文
[1]铝合金/不锈钢预涂层TIG熔—钎焊特性与界面行为研究[D]. 宋建岭.哈尔滨工业大学 2010
[2]远离平衡条件下Fe-Si合金的结构演化及β-FeSi2相的形成[D]. 王海燕.燕山大学 2005
硕士论文
[1]铝/钢激光焊接头组织、力学性能及界面化合物计算[D]. 陈从胜.南昌大学 2018
[2]基于界面调控的铝/钢异种金属激光填丝熔钎焊工艺及机理研究[D]. 孟圣昊.哈尔滨工业大学 2017
[3]铝/钢金属箔小功率YAG激光焊接工艺及机理研究[D]. 李鹤.南昌大学 2016
[4]粉末成分对铝/钢异种金属激光填粉焊接质量的影响[D]. 杨旭东.长春理工大学 2014
本文编号：3702448
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景与研究意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 铝/钢异质材料激光焊接性分析
1.2.1 激光焊的特点
1.2.2 铝/钢激光焊接技术难点
1.3 铝/钢激光焊接国内外研究现状
1.3.1 铝/钢激光熔钎焊
1.3.2 铝/钢激光深熔焊
1.3.3 铝/钢激光焊接添加合金元素研究现状
1.4 本文研究内容
第2章 试验材料、设备与方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备
2.2.1 激光加工系统
2.2.2 焊接质量检测设备
2.3 试验工艺与方法
2.3.1 工艺试验
2.3.2 焊接接头的分析测试
第3章 铝/钢直接激光搭接焊工艺和机理
3.1 引言
3.2 铝/钢搭接焊接头表面成形及截面形貌
3.2.1 激光功率对接头表面成形及截面形貌的影响
3.2.2 离焦量对接头表面成形及截面形貌的影响
3.2.3 焊接速度对接头表面成形及截面形貌的影响
3.3 铝/钢搭接焊接头微观组织及界面层结构
3.3.1 激光功率对接头微观组织及界面层结构的影响
3.3.2 离焦量对接头微观组织及界面层结构的影响
3.3.3 焊接速度对接头微观组织及界面层结构的影响
3.4 铝/钢搭接焊接头力学性能及断裂行为
3.4.1 接头显微硬度分布
3.4.2 接头抗拉剪力
3.4.3 接头断裂行为
3.5 本章小结
第4章 合金元素对铝/钢激光搭接焊接头质量的影响
4.1 引言
4.2 合金元素对接头表面成形与金相组织的影响
4.3 合金元素对接头微观组织及界面层结构的影响
4.4 合金元素对接头力学性能的影响
4.4.1 接头显微硬度分布
4.4.2 接头抗拉剪力
4.4.3 接头断裂行为
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接速度对钢/铝异种金属激光深熔焊接头特性的影响[J]. 崔丽,钱伟,潘峰,贺定勇,王智慧. 北京工业大学学报. 2018(10)
[2]添加Si粉激光深熔焊钢/铝接头的显微组织与性能[J]. 周惦武,刘金水,卢源志,周来沁,潘井春. 机械工程学报. 2018(14)
[3]铝/钢异种金属电弧辅助激光熔钎焊工艺[J]. 黄健康,于永龙,何旌,余淑荣. 热加工工艺. 2018(05)
[4]钢/铝添加粉末激光焊接头界面组织与性能[J]. 袁江,周惦武,陈胜迁,孙甲尧,侯德政. 材料工程. 2017(09)
[5]铝钢点焊铆接复合连接技术[J]. 凌展翔,罗震,冯悦峤,李洋,敖三三. 焊接学报. 2017(02)
[6]钢/铝异种金属激光焊接头界面特性的研究[J]. 王晓虹,谷晓燕,孙大千. 机械工程学报. 2017(04)
[7]Cu对铝/钢异种金属电阻点焊接头组织及性能的影响[J]. 张月莹,孙大千,李洪梅,谷晓燕. 长春工业大学学报. 2017(01)
[8]铝合金/不锈钢双光束激光深熔焊接接头组织及力学性能[J]. 潘峰,崔丽,钱伟,贺定勇,魏世忠. 金属学报. 2016(11)
[9]汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J]. 郑晖,赵曦雅. 锻压技术. 2016(02)
[10]填充粉末对钢/铝异种合金激光深熔焊接头界面组织的影响[J]. 马彪,崔丽,钱伟,杨武雄. 应用激光. 2015(04)
博士论文
[1]铝合金/不锈钢预涂层TIG熔—钎焊特性与界面行为研究[D]. 宋建岭.哈尔滨工业大学 2010
[2]远离平衡条件下Fe-Si合金的结构演化及β-FeSi2相的形成[D]. 王海燕.燕山大学 2005
硕士论文
[1]铝/钢激光焊接头组织、力学性能及界面化合物计算[D]. 陈从胜.南昌大学 2018
[2]基于界面调控的铝/钢异种金属激光填丝熔钎焊工艺及机理研究[D]. 孟圣昊.哈尔滨工业大学 2017
[3]铝/钢金属箔小功率YAG激光焊接工艺及机理研究[D]. 李鹤.南昌大学 2016
[4]粉末成分对铝/钢异种金属激光填粉焊接质量的影响[D]. 杨旭东.长春理工大学 2014
本文编号：3702448
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