纵向磁场作用下机械振动对高强钢焊缝组织与性能的影响

发布时间：2017-09-21 19:09

  本文关键词：纵向磁场作用下机械振动对高强钢焊缝组织与性能的影响

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【摘要】：WQ960高强钢由于其高强度、高韧性的特点,被广泛应用于工程机械、船舶、矿山等行业。高强钢可以减少结构整体质量,使机械实现大型化、节能化,达到节能减排的目的。但对于焊接结构件来说,常规焊接条件下,高强钢强度高的特点也使其出现淬硬倾向变大,焊后易出现裂纹、接头强度下降等问题。因此,本文将磁场及振动引入WQ960焊接过程中,来研究两者联合作用对焊接接头力学性能和显微组织的影响。本文以WQ960为母材,JM-100C为焊丝。按照正交实验设计好的振动频率、振动幅度、磁场电流来对母材进行焊接。焊后对试件力学性能进行检测来确定最佳的磁场、振动参数。根据最佳参数,保持其中两个不变,改变另一个参数对母材进行焊接。焊后对试件进行力学性能、显微组织分析等实验来分析磁场、振动联合作用对WQ960高强钢焊接接头力学性能与显微组织的影响以及影响机理。实验结果表明,常规焊接条件下所得焊接接头力学性能指标为:抗拉强度711.21MPa,冲击功为78.33J。磁场、振动的最佳参数为:振动频率为50Hz、振动幅度为0.05mm、磁场电流为6.5A。此时焊接接头力学性能指标为:抗拉强度877.87MPa、冲击功为89J。相比于常规焊接,抗拉强度提高了23.43%,冲击功提高13.6%。此时焊缝显微组织中有大量呈互锁结构的针状铁素体及少量先共析铁素体、侧板条铁素体。拉伸及冲击断口形貌均为典型韧窝状,韧窝均匀深度大。通过正交实验发现,振动频率对焊接接头力学性能影响最为显著,振动幅度次之,三个参数中磁场电流对接头力学性能影响最小。
【关键词】：低合金高强钢 机械振动 纵向磁场 力学性能 针状铁素体
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG457.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 低合金高强钢概述及常见焊接问题10-12
• 1.2.1 低合金高强钢概述10-11
• 1.2.2 热裂纹11-12
• 1.2.3 冷裂纹12
• 1.3 高强钢常用焊接方法12-13
• 1.3.1 手工电弧焊12
• 1.3.2 埋弧自动焊12-13
• 1.3.3 CO_2气体保护焊13
• 1.4 外加纵向磁场对焊接过程的影响13-15
• 1.4.1 磁控焊接原理及特点13-14
• 1.4.2 纵向磁场焊接的国内外发展现状14-15
• 1.5 振动对焊接过程的影响15-16
• 1.5.1 振动焊接15
• 1.5.2 振动焊接原理15
• 1.5.3 振动焊接技术的研究及发展现状15-16
• 1.6 本课题研究的目的及意义16
• 1.7 本课题研究的内容16-18
• 第2章 实验方法、设备及材料18-26
• 2.1 实验材料18-19
• 2.2 实验方法及设备19-21
• 2.2.1 实验设备19
• 2.2.2 实验方法19-21
• 2.3 工艺参数的确定21-23
• 2.3.1 焊前准备21-22
• 2.3.2 焊接工艺参数的确定22-23
• 2.4 焊接接头性能分析23-26
• 2.4.1 力学性能实验23-25
• 2.4.2 显微分析25-26
• 第3章 纵向磁场和振动联合作用下高强钢焊接接头力学性能正交实验26-35
• 3.1 正交实验设计26-27
• 3.2 磁场、振动联合作用下力学性能的正交实验27-34
• 3.2.1 磁场、振动参数对焊接接头拉伸性能的影响27-32
• 3.2.2 磁场、振动参数对焊接接头冲击性能的影响32-34
• 3.3 小结34-35
• 第4章 纵向磁场作用下机械振动对高强钢焊接接头力学性能的影响35-50
• 4.1 振动频率对高强钢焊接接头力学性能的影响35-39
• 4.1.1 拉伸性能35-37
• 4.1.2 冲击性能37-39
• 4.2 振动幅度对高强钢焊接接头力学性能的影响39-44
• 4.2.1 拉伸性能40-42
• 4.2.2 冲击性能42-44
• 4.3 磁场电流对高强钢焊接接头力学性能的影响44-48
• 4.3.1 拉伸性能44-46
• 4.3.2 冲击性能46-48
• 4.4 小结48-50
• 第5章 纵向磁场作用下机械振动对高强钢焊缝组织的影响及机理分析50-64
• 5.1 振动频率对组织的影响51-53
• 5.2 振动幅度对组织的影响53-54
• 5.3 磁场电流对组织的影响54-56
• 5.4 针状铁素体形核机理56-59
• 5.4.1 夹杂物对针状铁素体形核的影响56-58
• 5.4.2 合金元素对针状铁素体形核的影响58-59
• 5.5 纵向磁场作用下机械振动对高强钢焊缝组织影响机理59-63
• 5.5.1 焊缝组织夹杂物分析59-61
• 5.5.2 机械振动对焊缝组织影响机理61-62
• 5.5.3 磁场对焊缝组织影响机理62-63
• 5.6 小结63-64
• 第6章 结论64-65
• 参考文献65-68
• 在学研究成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

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本文编号：896345