异种钢激光焊接头组织性能及焊接温度场研究

发布时间：2024-03-03 16:21

　　在工程中,使用异种材料制造的焊接结构,不但可以满足不同工作条件对构件的要求,还可以节省大量的贵重材料,异种材料焊接结构在机械、化工、电力等行业得到广泛应用。碳钢和不锈钢异种钢接头可以发挥两种材料各自的优点,并节省大量的不锈钢资源,Q235普通碳素钢和304不锈钢都是很常用的钢种,激光焊是一种先进的焊接技术,研究异种金属激光焊具有重要的意义。本文对3mm厚的Q235普通碳素钢和304奥氏体不锈钢采用激光自熔焊获得异种钢焊接接头,探讨焊接工艺参数对接头的表面成形以及力学性能的影响,并研究异种钢接头的组织性能。测量若干点的温度热循环曲线,同时,根据热力学理论建立激光焊热源模型,并运用ANSYS软件对焊接热过程进行模拟分析,分析异种钢激光焊的温度场分布规律。通过调整焊接参数,可以得到表面成形美观并且力学性能优良的焊接接头,其拉伸断裂的位置为碳钢一侧母材,并且焊接接头具有较好的延伸率。如果工艺参数不恰当,在焊接接头中产生未熔合和气孔等缺陷,会大大降低焊接接头的抗拉强度和塑性。观察焊缝截面发现,焊缝组织为板条状马氏体,板条马氏体的强度和韧性都比较理想,这就是焊接接头具有优良力学性能的原因。在一定的...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 异种钢的焊接性
    1.3 激光焊简介
        1.3.1 激光焊原理
        1.3.2 激光焊的特点及应用
    1.4 异种钢焊接研究现状
    1.5 本文研究内容及意义
第二章 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 焊接设备及过程
        2.2.1 试验设备
        2.2.2 焊前准备及焊接过程
    2.3 异种钢接头组织及成分分析
    2.4 异种钢接头性能测试
        2.4.1 力学性能
        2.4.2 焊缝显微硬度测试
    2.5 异种钢激光焊温度场测试
第3章 异种钢激光焊对接接头的焊缝成形与微观特征
    3.1 引言
    3.2 工艺参数对焊缝成形的影响
        3.2.1 离焦量对焊缝成形的影响
        3.2.2 激光功率对焊缝成形的影响
        3.2.3 焊接速度对焊缝成形的影响
    3.3 异种钢接头微观组织分析
        3.3.1 异种钢焊缝的化学成分分析
        3.3.2 异种钢接头的组织分析
        3.3.3 异种钢接头物相分析
    3.4 异种钢焊接的碳迁移扩散
        3.4.1 异种钢接头中的碳扩散
        3.4.2 碳迁移扩散的计算
        3.4.3 动力学解释碳迁移扩散现象
        3.4.4 异种钢接头熔合区碳迁移的计算
    3.5 本章小结
第4章 异种钢接头力学性能
    4.1 引言
    4.2 异种钢接头显微硬度
        4.2.1 异种钢接头显微硬度的整体趋势
        4.2.2 异种钢接头各层的显微硬度
    4.3 异种钢接头拉伸性能
        4.3.1 离焦量对异种金属焊接接头拉伸性能的影响
        4.3.2 激光功率对异种钢接头拉伸性能的影响
        4.3.3 焊接速度对一种钢接头拉伸性能的影响
    4.4 异种钢接头断口形貌分析
    4.5 本章小节
第5章 异种钢激光焊温度场研究
    5.1 引言
    5.2 异种钢接头温度场测量
        5.2.1 布置特征点
        5.2.2 测量结果与分析
    5.3 异种钢激光焊温度场模拟
        5.3.1 有限元软件简介
        5.3.2 激光焊中的传热模型
        5.3.3 激光焊接热源模型
        5.3.4 激光焊接温度场模拟
        5.3.5 数值模拟过程
    5.4 模拟结果
        5.4.1 焊接热源模型分析
        5.4.2 材料属性参数的影响
        5.4.3 焊缝区域相变过程的影响
    5.5 本章小节
结论
参考文献
致谢



本文编号：3918047