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简谈显微Q235钢闪光焊温度场和焊接接头性能设计

收藏本文 2024-02-23 点赞:6385 浏览:18563 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:闪光焊作为一种可靠的固相连接策略,具有接头质量良好、力学性能接近母材、便于自动化制约的诸多优点,在轨道交通、管道、建筑等行业有着广泛的运用。影响闪光焊接头性能的最主要因素包括焊缝区域的温度场分布、闪光顶锻的工艺参数和焊缝区域出现的缺陷组织。焊缝区域的组织缺陷是前两者综合作用的结果。由此探讨闪光焊温度场分布对于提升接头性能,避开焊缝组织缺陷具有重要的作用。本论文利用有限元软件通过建立焊接历程中的热电耦合模型,对Q235钢闪光焊闪光阶段焊件温度场分布进行了浅析,计算历程中考虑了温度对材料相变和热物理特性的影响,解决了闪光时物质烧损不足,得出焊接历程中温度随时间的变化规律,以及沿焊件轴向、径向上温度场的温度分布特点;并采取红外图像实时测温实验验证,结果表明:测量结果和计算结果基本吻合,较准确的反映了Q235钢闪光焊实际历程。浅析了Q235钢闪光焊焊件接头性能:焊接接头的平均抗拉强度高于母材,而塑性韧性较母材差。焊件内部各点的热循环曲线导致各区域晶粒差别,焊接接头沿轴向晶粒逐渐增大。显微硬度测试表明接头焊缝区与热影响区的显微硬度均高于母材,焊缝区的显微硬度值最大。焊接头组织形态主要为铁素体和珠光体,中间组织随轴向距离的增大而增加。在热影响区中,沿轴线方向随着离熔合线距离的增加,热影响区中的珠光体的数量逐渐减少,且分布有网状魏氏体组织,降低了焊接接头的塑性和韧性。关键词:闪光焊论文有限元浅析论文温度场论文接头质量论文显微组织论文

    摘要5-6

    Abstract6-8

    目录8-11

    第一章 绪论11-19

    1.1 课题背景及作用11

    1.2 焊接温度场数值模拟的探讨近况11-15

    1.2.1 焊接热历程的探讨近况12-13

    1.2.2 闪光焊温度场数值模拟的探讨进展13-15

    1.3 焊接接头性能和显微组织的探讨15-17

    1.3.1 组织缺陷与闪光焊工艺的联系15-17

    1.3.2 闪光焊接头显微组织探讨近况17

    1.4 探讨目的和主要探讨内容17-19

    第二章 闪光焊介绍和焊接工艺试验19-32

    2.1 闪光焊工作原理19-20

    2.2 闪光焊工艺20-25

    2.2.1 闪光焊工艺历程20-23

    2.2.2 闪光焊工艺参数23-25

    2.3 闪光焊技术特点25-28

    2.3.1 闪光焊焊接历程中电阻和温度场特点25-26

    2.3.2 闪光焊优质接头形成特点26-28

    2.4 闪光焊实验28-31

    2.4.1 实验材料28

    2.4.2 实验设备介绍28-30

    2.4.3 Q235 钢闪光焊焊接实验30-31

    2.5 本章小结31-32

    第三章 温度场计算策略和有限元浅析基本论述32-43

    3.1 温度场有限元计算策略32-34

    3.1.1 空间域上的离散32-34

    3.1.2 时间域上的离散34

    3.2 闪光焊温度场基本论述34-41

    3.2.1 热传导方程34-36

    3.2.2 接触电阻的处理36-38

    3.2.3 电热耦合有限元基本方程38-39

    3.2.4 相变不足的处理39-41

    3.3 本章小结41-43

    第四章 闪光焊温度场浅析43-59

    4.1 Q235 钢闪光焊闪光阶段的数值计算历程及简化检测设43-44

    4.1.1 闪光焊温度场计算历程43

    4.1.2 闪光焊温度场计算历程检测设和简化43-44

    4.2 闪光焊闪光历程温度场有限元浅析44-48

    4.2.1 三维实体单元的建立44-45

    4.2.2 网格划分45-46

    4.2.3 载荷工况和边界条件46

    4.2.4 其它选项的设置46-48

    4.3 计算结果与浅析48-53

    4.3.1 计算结果48-50

    4.3.2 温度场分布特点50-53

    4.4 闪光焊温度场检测实验53-57

    4.4.1 实验设备介绍53-54

    4.4.2 测量实验54-56

    4.4.3 测量结果和模拟结果的比较56-57

    4.5 本章小结57-59

    第五章 接头性能和显微组织浅析59-71

    5.1 力学性能能测试59-63

    5.1.1 拉伸试验59-61

    5.1.2 弯曲试验61-63

    5.2 微硬度测试63-64

    5.3 焊接接头金相组织浅析64-67

    5.4 显微组织形成理由浅析67-69

    5.5 本章小结69-71

    结论71-73

    1.全文总结71-72

    2.工作展望72-73

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