S355J2H钢激光—电弧复合焊接头组织及力学性能的研究

发布时间：2017-11-28 07:22

本文关键词：S355J2H钢激光—电弧复合焊接头组织及力学性能的研究

【摘要】：转向架是轨道客车的关键构件，对于提高运行速度、曲线通过性能和乘坐舒适性十分重要，是轨道客车安全性和可靠性的重要保障。转向架成型主要采用焊接技术，目前普遍采用自动和半自动熔化极活性气体保护焊（简称MAG焊）。虽然焊接工艺成熟，但也存在一些突出的问题：中、厚板焊缝层（道）多，焊前准备工作量大，生产效率低；焊缝填充金属多，焊接热输入量大，容易产生变形；焊接过程易产生烟尘和有害气体等。激光-电弧复合焊是一种新型的焊接技术，继承了激光焊和MAG焊两种焊接方法优点的同时，也弥补了单一焊接方法的不足和局限性，有利于解决转向架MAG焊存在的问题。本文以S355J2H钢板为母材，较系统地研究了激光-电弧复合焊参数（激光功率、焊接电流、光丝间距、离焦量和焊接速度）对焊缝熔深、熔宽等的影响规律，为优化焊接参数改善焊接质量提供了必要的理论依据和试验数据。根据焊接参数的影响规律及转向架横梁管的壁厚（20mm），，采用激光-电弧复合焊方法、三层三道焊接工艺进行横梁管焊接试验。研究复合焊接头的微观组织及力学性能特点，并与MAG接头进行对比。研究结果表明，激光-电弧复合焊的焊缝形貌具有类似“高脚杯”状特点，焊缝电弧区主要为侧板条铁素体、细小的针状铁素体少量的珠光体组织；焊缝激光区主要为晶界铁素体，其晶内主要为细小的针状铁素体组织。与电弧区相比，激光区的微观组织明显细化。与MAG接头相比，复合焊接头的微观组织有细化的趋势。这主要归因于复合焊热输入量降低。接头力学性能试验结果表明：复合焊、MAG焊接头的最高硬度均出现在过热区，分别为299.6HV、236.5HV；两种焊接方法的接头抗拉强度、延伸率均高于S355J2H钢母材的下限值；接头侧弯180°，复合焊、MAG焊接头的平均裂纹长度分别为2.0mm、0mm；两种方法焊接接头的冲击性能均高于S355J2H钢母材的下限值；复合焊、MAG焊接头的疲劳强度分别为131.5MPa、110.6MPa。以上研究结果表明，采用激光-电弧复合焊方法进行转向架横梁管焊接是可行的。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG407

【参考文献】

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