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热成形钢板B1500HS电阻点焊性能研究及工艺优化

作　者: 杨柳
导　师: 王敏
学　校: 上海交通大学
专　业: 材料工程
关键词: 热成形钢板 电阻点焊 工频交流 中频逆变 力学性能 微观组织
分类号: TG453.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


超高强热成形钢板由于内部组织为细小的板条马氏体,具有极高的强度和硬度,在汽车工业中得到越来越广泛的应用,已成为满足车身轻量化和增加车体碰撞安全性的重要新途径之一。电阻点焊特别适合于汽车车身的大规模自动化生产,也是当前车身焊装生产最主要的工艺方法。与普通钢板相比,热成形钢电阻点焊可焊性有很大的差异,且在焊接过程中会遇到热影响区软化、焊核脆化、容易产生焊接飞溅等一系列问题。因此了解和掌握热成形钢在焊接过程中性能和组织的变化规律,制定最优的焊接工艺参数,具有十分重要的理论和实际意义。本文研究厚度为1.5mm的国产超高强热成形钢板B1500HS的电阻点焊工艺,分别采用工频交流焊机和中频逆变焊机对其进行点焊操作,研究两者对其的适用性,并对焊接接头的力学性能、显微硬度、微观组织、拉伸断口进行分析。结果表明,热成形钢电阻点焊性能良好,熔核直径和焊点拉剪强度均满足要求,熔核区组织为板条马氏体,拉伸时呈现钮扣状断裂,断口形貌具有塑性韧窝的特征,热影响区附近软化区的存在是接头正拉强度显著降低的主要原因。热成形钢由于具有极高的强度和硬度,常被用在汽车的某些关键结构部位,这就要求其应具有良好的异种材料点焊连接技术。本文选取0.8mm和1.5mm厚的低碳钢H240LAD+Z为研究对象,分别与2.0mm厚的热成形钢板进行点焊操作,并对其接头的力学性能、显微硬度、微观组织进行研究分析,探索出最佳焊接工艺参数范围以及异种材料点焊接头形成的微观机理。结果表明,在优化焊接参数下,接头熔核偏移现象得到明显改善,且无飞溅产生,力学性能大大提高。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章 绪论  11-32
  1.1 研究背景  11-13
  1.2 超高强热成形钢板  13-19
    1.2.1 热成形技术原理及特点  13-16
    1.2.2 超高强热成形钢板应用现状  16-19
  1.3 电阻点焊在汽车工业中的应用  19-27
    1.3.1 电阻点焊工艺特点及应用  19-24
    1.3.2 工频交流与中频逆变焊接工艺比较  24-27
  1.4 超高强热成形钢电阻点焊研究  27-29
    1.4.1 超高强热成形钢电阻点焊研究现状  27-28
    1.4.2 超高强热成形钢电阻点焊难点  28-29
  1.5 研究内容及意义  29-32
    1.5.1 焊接参数的影响规律及接头形成机理  29-30
    1.5.2 热成形钢板表面状态对焊点质量的影响规律  30
    1.5.3 热成形钢板与低碳钢板的焊接  30-32
第二章 试验材料、设备及方法  32-43
  2.1 试验材料及样品规格  32-34
    2.1.1 试验材料  32
    2.1.2 样品规格  32-34
  2.2 点焊工艺实验方法设计及实验设备  34-37
    2.2.1 点焊工艺实验方法设计  34-35
    2.2.2 焊接设备  35-37
  2.3 点焊接头强度及组织测试  37-43
    2.3.1 点焊接头拉伸强度测试  37-39
    2.3.2 点焊接头显微硬度测试  39-40
    2.3.3 点焊接头金相组织分析  40-42
    2.3.4 点焊接头拉伸断口形貌分析  42-43
第三章 热成形钢间点焊性能研究  43-68
  3.1 工艺参数对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响  43-54
    3.1.1 焊接电流对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响  43-45
    3.1.2 焊接时间对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响  45-48
    3.1.3 电极压力对点焊接头力学性能及熔核尺寸的影响  48-53
    3.1.4 焊接区显微硬度分布  53-54
  3.2 不同表面状态对接头性能的影响  54-60
    3.2.1 力学性能比较  54-55
    3.2.2 点焊过程中接头区域动态电阻分布的比较  55-60
  3.3 点焊接头组织分析及形成机理研究  60-65
    3.3.1 点焊接头的宏观缺陷  60-62
    3.3.2 点焊接头的微观金相分析  62-64
    3.3.3 点焊接头拉伸断口形貌分析  64-65
  3.4 软化区形成机理及改善措施探索  65-68
    3.4.1 软化区形成机理研究  65-66
    3.4.2 改善措施探索  66-68
第四章 热成形钢与低碳钢间点焊性能研究  68-77
  4.1 接头性能及工艺优化  68-72
    4.1.1 接头拉伸强度  68-71
    4.1.2 接头显微硬度分布  71-72
  4.2 接头组织分析及形成机理研究  72-77
第五章 结论  77-79
参考文献  79-82
附录：试验相关数据整理  82-99
致谢  99-100
攻读硕士学位期间已发表或录用的学术论文目录  100

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接工艺 > 加压焊 > 其他加压焊
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