工藝參數(shù)對(duì)DP590鋼攪拌摩擦焊最優(yōu)焊接條件的影響

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工藝參數(shù)對(duì)DP590鋼攪拌摩擦焊最優(yōu)焊接條件的影響

先進(jìn)高強(qiáng)度鋼以其590MPa以上的抗拉強(qiáng)度而在汽車行業(yè)廣泛應(yīng)用。在進(jìn)行先進(jìn)高強(qiáng)度鋼（如DP590）板焊接時(shí)發(fā)現(xiàn)，為了獲得最佳的焊接條件，考慮使用摩擦攪拌焊（FSW）。FSW是由焊接研究所（TWI）于1991年研究出的一種固態(tài)連接方法。對(duì)1.4mm 厚DP590鋼板進(jìn)行FSW試驗(yàn)。研究了DP590鋼板焊接接頭質(zhì)量的最佳焊接條件和摩擦攪拌焊接參數(shù)對(duì)焊接效果的影響。為了找到DP590 FSW接頭質(zhì)量的最佳焊接條件和主要焊接影響因素，試驗(yàn)研究了如轉(zhuǎn)速、行駛速度和傾斜角度等參數(shù)。為了測出焊接時(shí)刀具前進(jìn)和后退時(shí)的溫度分布，在旋轉(zhuǎn)速度為800r/min和焊接速度180mm/s的情況下，在背板上插入一個(gè)K型熱偶電阻，用以估計(jì)每個(gè)焊點(diǎn)處的峰值溫度。

分析了焊接單位長度的熱量輸入和形成FSW焊接區(qū)域之間的關(guān)聯(lián)，在FSW過程中峰值溫度分布的測試結(jié)果可以概括如下。

（1）對(duì)于DP590MPa級(jí)鋼，使用氮化硅工具作為攪拌板以獲得最佳的焊接條件。無焊接缺陷的最佳焊接條件與主要參數(shù)的變化有關(guān)，如工具的旋轉(zhuǎn)速度和移動(dòng)速度。

（2）所選擇的最優(yōu)焊接參數(shù)用于研究旋轉(zhuǎn)刀具附近峰值溫度分布。熱機(jī)影響區(qū)在攪拌區(qū)附近的溫度提高到奧氏體溫度（大約為900℃），同時(shí)在焊接后溫度會(huì)迅速下降。

（3）用于表示每單位長度熱量輸入的N/V值（焊接工具旋轉(zhuǎn)速度與移動(dòng)速度的比值）對(duì)焊接接頭質(zhì)量有決定性影響。當(dāng)N/V值在2.2～4.2之間時(shí)，可以得到合適的焊接接頭；如果N/V值較低，熱量輸入不充分，會(huì)在焊接前側(cè)產(chǎn)生槽狀缺陷。

刊名：Journal of Mechanical Science and Technology（英）

刊期：2014年第28卷

作者：Young Gon Kim et al

編譯：何云廷