轻卡车桥轴管摩擦焊的工艺研究

发布时间：2020-04-20 09:14

【摘要】：连续摩擦焊是一种高效、低耗、无污染、可实现批量化作业的新型焊接技术。目前在航空航天、汽车制造领域应用较多,特别适合管柱类工件的连接。相对于其他焊接方法,摩擦焊接缝处无化学反应,主要为锻造组织,因此相对来说气孔、偏析或裂纹的缺陷较少,接头强度相对熔焊、钎焊来说,要强很多,甚至能超越母材的强度。我司轻卡车桥为轴管与轴头对接焊的形式,前期采用开坡口的二氧化碳气体保护焊形式,轴头及轴管材质为Q420低碳合金钢。为提高工作效率,我司新引进轴头摩擦焊焊机,由于缺乏理论支持,在调试过程中,对各种焊接参数影响不了解,多次走弯路。为方便以后摩擦焊工艺推广,借公司调试机会,对摩擦焊机理进行了深入研究。本文在实际研究中,通过文献分析法,总结前人对摩擦焊工艺应用的研究成果;通过试验验证法,通过硬度实验、拉伸强度、金相组织分析判定焊缝性能;通过三维有限元分析软件,建立摩擦焊轴头飞边模型,研究焊接参数对飞边的影响。根据焊接试验的一般步骤,利用M125双头摩擦焊焊机制备9个试件,其中将其中2个进行破坏试验,制备金相试验,并对焊接后接头的金相组织分析、硬度分析,分析各个参数对接头的影响,同时对剩余的7个接头进行无损检测,确保焊缝质量无问题。试验结果表明:在焊缝熔合区与过热区为焊缝的薄弱环节,出现了带状马氏体,导致硬度增大,脆性增加,为焊缝最薄弱环节;同时在摩擦时间短、顶锻压力大、二次摩擦压力大的大规范下,焊缝组织更为均匀;无损检测结果表明,摩擦焊焊接质量相对稳定。再次通过对摩擦焊焊缝飞边的模拟发现,不同的工艺参数对应飞边不同,因此可以将飞边外貌作为判定摩擦焊焊接质量的参考依据。轴头摩擦焊飞边主要出现在焊接过程达到稳态后,摩擦焊界面两界面附近的金属材料向界面外流动并形成飞边,且飞边大小随焊接时间的增加而增加,增加轴向压力比增加初始转速更易于形成尺寸大且弯曲程度大的飞边。在初始转速约为400r/min且轴向压力约为800KN下焊接成型较好,此时飞边约9mm。
【图文】：

轻卡车桥与轴头外观

技术路线及实施方案
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U466

【参考文献】

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本文编号：2634386