鍍鋅鋼-冷軋鋼異種板材激光焊接工藝試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著全球環(huán)境的惡化和能源危機(jī)的不斷加劇，“輕量化”和“安全性”作為汽車產(chǎn)業(yè)的重要問題已受到人們的重視，節(jié)能減排成為新一代汽車設(shè)計(jì)和制造面臨的重要問題。激光拼焊作為一種新技術(shù)，在汽車車身成型中得到廣泛應(yīng)用，通過這種技術(shù)可以把不同材質(zhì)、厚度、強(qiáng)度、表面狀況的板材拼焊在一起，從而既可以設(shè)計(jì)出強(qiáng)度合理，數(shù)量盡可能少的車身件，又可以達(dá)到減輕車身重量，降低生產(chǎn)成本的目的。
　　本文開展了鍍鋅鋼/冷軋鋼異激光焊接種板材工藝試驗(yàn)研究。首先，對鍍鋅

2、鋼/冷軋鋼異種板材在激光移動(dòng)熱源作用下的三維瞬態(tài)溫度場進(jìn)行了有限元分析，模擬了激光功率與上臨界焊接速度的關(guān)系以及激光功率、焊接速度等工藝參數(shù)對焊縫尺寸的影響，為試驗(yàn)工藝參數(shù)的選擇提供參考；其次，利用光纖激光器及其配備的機(jī)器人對鍍鋅鋼/冷軋鋼異種板材進(jìn)行焊接試驗(yàn)；最后，對激光焊接試件接頭進(jìn)行了顯微組織、力學(xué)性能及硬度分布等檢測和分析。獲得如下研究成果：
　　(1)建立激光焊接熱傳導(dǎo)模型，利用ANSYS有限元軟件對激光焊接溫度場進(jìn)行移

3、動(dòng)熱源條件下三維瞬態(tài)有限元分析，模擬了激光功率、焊接速度等工藝參數(shù)對工件表面及內(nèi)部溫度場的影響。發(fā)現(xiàn)工件表面溫度場基本呈橢圓形分布，工件內(nèi)部溫度場基本呈拋物線分布，當(dāng)光斑中心位于兩板對接中心上，溫度場分布不均勻，向鍍鋅鋼一側(cè)偏移。通過研究深熔焊臨界狀態(tài)，得到了激光焊接鍍鋅鋼/冷軋鋼異種板材的激光功率與上臨界焊接速度的關(guān)系以及激光功率、焊接速度等工藝參數(shù)對焊縫尺寸的影響規(guī)律。
　　(2)結(jié)合理論分析，采用正交試驗(yàn)法對鍍鋅鋼/冷軋鋼異

4、種板材進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，通過檢測焊縫表面質(zhì)量，對工藝參數(shù)進(jìn)一步調(diào)整，得到本試驗(yàn)條件下較合理的工藝參數(shù)，在此工藝參數(shù)下，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等綜合力學(xué)性能較好。
　　(3)檢測焊縫表面，發(fā)現(xiàn)激光光斑處于兩板對接中心時(shí)，焊縫向鍍鋅鋼一側(cè)偏移，因此，在進(jìn)行同等厚度鍍鋅鋼/冷軋鋼異種板材激光焊接時(shí)，激光光斑中心宜向冷軋鋼一側(cè)偏移，以克服因其物理性質(zhì)差異所導(dǎo)致的焊縫與拼接中心間的偏離，保證焊接接頭強(qiáng)度和性能。通過檢測試樣的顯微組織，發(fā)