轿车油箱用环保型钢板焊接性研究

发布时间：2017-09-26 08:14

  本文关键词：轿车油箱用环保型钢板焊接性研究

  更多相关文章： 镀锌钢板 激光焊 电阻点焊 显微组织 力学性能

【摘要】：目前国内生产的轿车油箱多采用镀铅钢板,对环境有很大污染。大多数国家早已禁止使用镀铅钢板生产轿车油箱。我国近些年一直在研究开发轿车油箱用环保型钢板,但还没有达到应用。镀锌钢板是一种既具有良好的抗腐蚀性又有良好塑性的钢种,在汽车实现轻量化方面有很大的应用前景。为了能实现镀锌钢板在轿车油箱上的应用,并为镀锌钢板的焊接性提供更广泛的理论数据和生产实际经验,本文以宝钢生产的St16钢板为基板的镀铅钢板、镀锌锡钢板、镀锌钢板进行了激光焊和电阻点焊的焊接。确定并优化了镀铅钢板、镀锌锡钢板、镀锌钢板的激光焊和电阻点焊的焊接工艺参数。通过对镀锌钢板激光焊和电阻点焊焊接接头的研究,分析焊接工艺参数对接头组织与力学性能的影响规律,最终得到以下结论:(1)厚度为0.8mm的镀锌钢板在激光功率为300W~600W、焊接速度为3mm/s~9mm/s、离焦量为-1mm~1mm范围内:当激光功率为600W、焊接速度为6mm/s、离焦量为0时所形成的熔核,接头最大拉剪力可达5.838KN,抗拉强度为324.3MPa;(2)厚度为0.8mm的镀锌钢板点焊时,在焊接电流7.0KA~9.0KA、电极压力2.0KN~5.0KN、焊接时间8cyc~12cyc范围内:当焊接电流8500A、时间为8cyc、电极压力3KN时所形成的熔核,熔核直径尺寸为6.20mm;接头最大拉剪力可达3.632KN,抗拉强度为120.30MPa;(3)厚度为0.8mm的镀锌钢板点焊,在焊接电流7.0KA~9.0KA、电极压力2.0KN~5.0KN、焊接时间8cyc~12cyc范围内:焊接电流、焊接时间、电极压力较小时(I8.0KA、T10cyc、F3KN),点焊接头力学性能不足;焊接电流、焊接时间、电极压力较大时(I9.0KA、T12cyc、F5.0KN),点焊接头飞溅较大,压痕较深,亦不能满足力学性能要求。发现点焊接头主要的焊接缺陷是飞溅、缩孔和未融合,可以通过调整适当参数避免或减少缺陷的产生;(4)通过对三种钢板的激光焊和电阻点焊的显微硬度试验的结果表明,接头的显微硬度分布不均匀,其中焊缝区的显微硬度低于HAZ的显微硬度,但高于母材的显微硬度。拉伸试验结果表明,接头的断裂模式有两种:热影响区断裂模式和熔合区断裂模式。通过断口形貌的显微分析,断口表面存在大量的韧窝;(5)通过对比三种钢板的激光焊和电阻点焊的力学性能,以及对镀锌钢板激光焊和电阻点焊的焊接接头的组织性能分析,镀锌钢板的焊后力学性能超过已经在油箱上使用镀锌锡钢板,组织均匀,焊接性满足了实际需要。
【关键词】：镀锌钢板 激光焊 电阻点焊 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.1.1 本课题的来源9
• 1.1.2 选题的背景及意义9-10
• 1.2 发展概况及基本特点10-11
• 1.2.1 油箱材料的发展状况10
• 1.2.2 镀锌钢板的发展状况10-11
• 1.3 焊接基本概况11-15
• 1.3.1 激光焊的原理及工艺参数11-12
• 1.3.2 电阻点焊的原理及工艺参数12
• 1.3.3 镀锌钢板的焊接性12-13
• 1.3.4 镀锌锡钢板做油箱板材可行性研究情况13-15
• 第二章 试验材料、设备15-21
• 2.1 基板材料15-17
• 2.1.1 力学性能15
• 2.1.2 化学成分15-16
• 2.1.3 金相组织16-17
• 2.2 焊接性的间接评定17-18
• 2.2.1 碳当量法17
• 2.2.2 焊接冷裂纹敏感指数法17-18
• 2.2.3 热裂纹敏感指数法18
• 2.3 试验设备18-21
• 2.3.1 焊接设备18-19
• 2.3.2 检测设备19-21
• 第三章 激光焊的焊接性能研究21-36
• 3.1 试验方法21
• 3.1.1 激光焊试验方法21
• 3.2 试验方案21-24
• 3.2.1 镀锌钢板激光焊22-23
• 3.2.2 镀铅钢板激光焊23
• 3.2.3 镀锌锡钢板激光焊23-24
• 3.3 拉伸结果对比分析24-27
• 3.3.1 镀锌锡钢板激光焊拉伸结果24-25
• 3.3.2 镀铅钢板激光焊拉伸结果25
• 3.3.3 激光焊拉伸结果分析25-26
• 3.3.4 镀锌钢板激光焊拉伸结果26-27
• 3.4 力学性能分析27-28
• 3.4.1 激光功率对接头力学性能的影响27
• 3.4.2 焊接速度对接头力学性能的影响27-28
• 3.5 金相组织分析28-32
• 3.5.1 激光功率对接头宏观形貌的影响28
• 3.5.2 激光功率对焊缝区的影响28-29
• 3.5.3 激光功率对热影响区的影响29
• 3.5.4 焊接速度对接头宏观形貌的影响29-30
• 3.5.5 焊接速度对焊缝区的影响30
• 3.5.6 焊接速度对热影响区的影响30-31
• 3.5.7 离焦量对焊缝区的影响31
• 3.5.8 离焦量对热影响区的影响31-32
• 3.6 硬度分析32-33
• 3.6.1 激光功率对接头硬度的影响32-33
• 3.6.2 焊接速度对接头硬度的影响33
• 3.7 激光焊接头焊接缺陷分析33-34
• 3.7.1 未融合、缩孔34
• 3.7.2 飞溅34
• 3.8 断口扫描分析34-36
• 第四章 电阻点焊的焊接性能研究36-65
• 4.1 试验方法36
• 4.1.1 电阻点焊试验方法36
• 4.2 试验方案36-39
• 4.2.1 镀锌钢板点焊37
• 4.2.2 镀锌锡钢板点焊37-38
• 4.2.3 镀铅钢板点焊38-39
• 4.3 拉伸结果对比分析39-41
• 4.3.1 镀锌钢板点焊拉伸结果39
• 4.3.2 拉伸结果分析39-40
• 4.3.3 镀锌锡钢板点焊拉伸结果40-41
• 4.3.4 镀铅钢板点焊拉伸结果41
• 4.4 力学性能分析41-45
• 4.4.1 焊接电流对点焊接头力学性能的影响42-43
• 4.4.2 焊接时间对点焊接头力学性能的影响43-44
• 4.4.3 电极压力对点焊接头力学性能的影响44-45
• 4.5 宏观分析45-51
• 4.5.1 焊接电流对熔核直径，，熔深和飞溅的影响45-48
• 4.5.2 焊接时间对熔核直径，熔深和飞溅的影响48-50
• 4.5.3 电极压力对焊核直径，熔深和飞溅的影响50-51
• 4.6 硬度分析51-54
• 4.6.1 焊接电流对点焊接头硬度的影响51-53
• 4.6.2 焊接时间对点焊接头硬度的影响53-54
• 4.6.3 电极压力对点焊接头硬度的影响54
• 4.7 金相分析54-59
• 4.7.1 焊接电流对点焊接头显微组织的影响54-56
• 4.7.2 焊接时间对点焊接头显微组织的影响56-58
• 4.7.3 电极压力对点焊接头显微组织的影响58-59
• 4.8 断口分析59-61
• 4.9 缺陷分析61
• 4.9.1 未融合、缩孔61
• 4.10 镀锌锡钢板点焊接头硬度的变化61-63
• 4.11 总结63-65
• 第五章 结论65-66
• 5.1 结论65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-72
• 作者简介72
• 攻读硕士学位期间研究成果72

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