车用MS1180高强钢熔化极气体保护焊工艺研究

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随着汽车产业的高速发展,先进高强钢与传统钢材相比,具有良好的成形性、较好的防凹性能和烘烤硬化性能、低屈强比以及高初始加工硬化速率等特点,对汽车车身的减重和环境保护方面做出的贡献使得先进高强钢被广泛应用于汽车制造业。弧焊相比于点焊和激光焊等焊接方法,具有成本低、生产效率高等优点。所以,对于在汽车上使用的先进高强钢,研究其弧焊工艺对于整个汽车行业的发展具有十分重要的意义。  论文采用熔化极气体保护焊对板厚1.7mm的MS1180高强钢搭接接头进行焊接实验,并以抗拉强度值为评定目标来优化工艺参数,分析热输入、送丝速度和焊接速度等参数对强度的影响规律。利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等科学仪器对搭接接头的组织特性、硬度分布及断裂机理进行分析。  论文在预实验的基础上确定了可焊接的送丝速度(4-9m/min)和焊接速度(0.4-2.8m/min)范围,不同送丝速度对应的焊接速度范围不同。分析所有焊接件的抗拉强度分布规律,可知MS1180高强钢的抗拉强度值随着热输入的增大,呈现了先快速增大,达到最高值后,再缓慢下降的规律。当热输入小于212.5J/mm时,抗拉强度值的离散度较大,当大于这一值后,抗拉强度值的离散度明显减小。在选择大于212.5J/mm一定范围内的热输入时,匹配高送丝速度和高焊接速度,可以得到更高更稳定的抗拉强度值。  MS1180搭接接头的热影响区分为熔合区、过热粗晶区、细晶区和不完全重结晶区4个部分。硬度峰值出现在有粗大马氏体组成的粗晶区,硬度谷值出现在组织大小不一,力学性能不均匀的不完全重结晶区。MS1180搭接接头的下板比上板软化严重。对比不同热输入的接头特点,随着热输入的减小,焊缝变窄变小,熔深和熔宽均呈递减趋势,软化程度降低。对比相同热输入对应不同参数的接头特点,随着匹配的送丝速度和焊接速度的增大,熔深变浅,熔宽增大,焊缝向两侧铺展,软化程度无明显差异。当热输入小于172J/mm时,接头的拉伸实验全部断裂于上板熔合线;当热输入大于224J/mm时,接头的拉伸实验全部断裂于下板不完全重结晶区;当热输入在172J/mm和224J/mm之间时,接头的拉伸实验断裂位置呈现了部分断裂于上板熔合线,部分断裂于下板不完全重结晶区的不稳定现象。试件断裂于上板熔合线和下板不完全重结晶区均属于塑性断裂。
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