Помощь студентам в учебе
Экспериментальное исследование контактной точечной сварки горячеоцинкованной двухфазной стали марки DP600
|
АННОТАЦИЯ 2
1. Введение 3
1.1 Предыстория и источник темы 3
1.2 Разработка двухфазной стали 4
1.3 Состав и эксплуатационные характеристики двухфазной стали 6
1.4 Состояние исследований характеристик контактной точечной сварки и металлографической
структуры двухфазной стали 13
1.5 Содержание и значение исследования 18
2. ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО АНАЛИЗ 19
2.1 Сварочный эксперимент 20
2.2 Совместный эксперимент по механическому вытягиванию сдвигу 24
2.3 Эксперимент по наблюдению и анализу металлографической структуры 25
2.4 Измерение микротвердости 27
3. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ СТАЛИ DP600 28
3.1 Характеристики металлографической организационной структуры 29
3.2 Характеристики микротвердости 37
3.3 Предел прочности при растяжении и механизме разрушения 39
4. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ СВАРКИ НА СТРУКТУРУ И КАЧЕСТВО СВАРНОГО ШВА СТАЛИ
DP600 41
4.1Влияние давления электрода 42
4.2 Влияние сварочного тока 50
4.3 Влияние времени сварки 57
4.4 Дефекты сварки 63
5 АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОЧЕЧНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛИ DP600 65
5.1 Критерии оценки качества соединений точечной сварки 65
5.2 Диаметр расплавленного ядра 66
5.3 Вдавливание электрода 67
5.4 Механизм разрушения 68
5.5 Механические свойства исходного положения разрушения 71
5.6 Выражение прочности на сдвиг при растяжении 75
5.7 краткое содержание главы 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БЛАГОДАРНОСТЬ 83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 84
1. Введение 3
1.1 Предыстория и источник темы 3
1.2 Разработка двухфазной стали 4
1.3 Состав и эксплуатационные характеристики двухфазной стали 6
1.4 Состояние исследований характеристик контактной точечной сварки и металлографической
структуры двухфазной стали 13
1.5 Содержание и значение исследования 18
2. ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО АНАЛИЗ 19
2.1 Сварочный эксперимент 20
2.2 Совместный эксперимент по механическому вытягиванию сдвигу 24
2.3 Эксперимент по наблюдению и анализу металлографической структуры 25
2.4 Измерение микротвердости 27
3. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ И МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ СТАЛИ DP600 28
3.1 Характеристики металлографической организационной структуры 29
3.2 Характеристики микротвердости 37
3.3 Предел прочности при растяжении и механизме разрушения 39
4. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ СВАРКИ НА СТРУКТУРУ И КАЧЕСТВО СВАРНОГО ШВА СТАЛИ
DP600 41
4.1Влияние давления электрода 42
4.2 Влияние сварочного тока 50
4.3 Влияние времени сварки 57
4.4 Дефекты сварки 63
5 АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОЧЕЧНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛИ DP600 65
5.1 Критерии оценки качества соединений точечной сварки 65
5.2 Диаметр расплавленного ядра 66
5.3 Вдавливание электрода 67
5.4 Механизм разрушения 68
5.5 Механические свойства исходного положения разрушения 71
5.6 Выражение прочности на сдвиг при растяжении 75
5.7 краткое содержание главы 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
БЛАГОДАРНОСТЬ 83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 84
С быстрым развитием автомобильной промышленности возникают две основные проблемы : Одна из них - это увеличение количества автомобилей, увеличение скорости и рост числа автомобильных аварий. Вторая - как снизить расход топлива, сэкономить энергию и защитить окружающую среду. Согласно результатам испытаний линейной зависимости между расходом топлива транспортного средства и его массой, снижение веса транспортного средства является простым и эффективным методом снижения расхода топлива транспортным средством.
Снизить вес автомобиля можно с помощью небольшой доли алюминиевых сплавов, пластмасс или армированных волокнами композиционных материалов; однако эти материалы и низколегированная высокопрочная сталь по сравнению с процессом производства потребляют больше энергии и более высокую цену, а сам процесс является сложным. Согласно прогнозам, в автомобильной промышленности в ближайшей перспективе по-прежнему будет доминировать сталь, а в среднесрочной перспективе могут появиться алюминиевые сплавы, а в долгосрочной перспективе будут разработаны конструкционные пластмассы и композиционные материалы [1]. В автомобиле вес стального листа составляет более 83% материала кузова. Поэтому использование листов из низколегированной высокопрочной стали вместо традиционных листов из низкоуглеродистой стали имеет большое значение для снижения веса автомобиля, снижения расхода топлива, повышения прочности компонентов автомобиля и обеспечения безопасности вождения. Исследования показали, что при использовании высокопрочных стальных листов исходная толщина стали корпуса 1,0-1,2 мм может быть уменьшена примерно до 0,7-0,8 мм, масса корпуса снижена на 15-20%, а расход топлива снижен на 8% -10% [2].
Поэтому разработка и применение листов из высокопрочной стали для автомобилей привлекли большое внимание во всем мире [3-5]. Ранее разработкамикролегированной стали и низколегированной высокопрочной стали (стали HSLA) решала проблему прочности автомобильной стали. Механизм упрочнения стальной пластины этого типа заключается в увеличении плотности дислокаций или в увеличении взаимодействия с различными типами дислокаций. Однако в этом случае возникает противоречие между прочностью и пластичностью стали, поскольку увеличение прочности снижает ее вязкость и пластичность. Это ухудшает формуемость этого типа стали. Двухфазная сталь упрочняется за счет введения вязкого мартенсита в феррит с высокой пластичностью, так что двухфазная сталь имеет преимущества низкого коэффициента текучести, высокой начальной скорости деформационного упрочнения, хорошей прочности и пластичности и т. важная часть современной легкой автомобильной стали [6].
Каждый современный автомобиль содержит более 2000 сварных соединений[7], качество сварочной точки хорошее или плохое, напрямую определяет качество изготовления кузова автомобиля. DP600 сопротивление точечной сварки расплава точкаа будет производить различное содержание и распределение мартенсита[8], различное распределение и морфология этих мартенситов будет значительно влиять на механические свойства сварного соединения, в дополнение к процессу охлаждения фазового перехода будут производить поры, трещины и внутренние остаточные напряжения распределения неравномерности и другие дефекты. Эти сложные факторы затрудняют гарантию качества сварных соединений. Поэтому необходимо изучить его сварочный механизм, чтобы обеспечить качество сварки сварных соединений.
Снизить вес автомобиля можно с помощью небольшой доли алюминиевых сплавов, пластмасс или армированных волокнами композиционных материалов; однако эти материалы и низколегированная высокопрочная сталь по сравнению с процессом производства потребляют больше энергии и более высокую цену, а сам процесс является сложным. Согласно прогнозам, в автомобильной промышленности в ближайшей перспективе по-прежнему будет доминировать сталь, а в среднесрочной перспективе могут появиться алюминиевые сплавы, а в долгосрочной перспективе будут разработаны конструкционные пластмассы и композиционные материалы [1]. В автомобиле вес стального листа составляет более 83% материала кузова. Поэтому использование листов из низколегированной высокопрочной стали вместо традиционных листов из низкоуглеродистой стали имеет большое значение для снижения веса автомобиля, снижения расхода топлива, повышения прочности компонентов автомобиля и обеспечения безопасности вождения. Исследования показали, что при использовании высокопрочных стальных листов исходная толщина стали корпуса 1,0-1,2 мм может быть уменьшена примерно до 0,7-0,8 мм, масса корпуса снижена на 15-20%, а расход топлива снижен на 8% -10% [2].
Поэтому разработка и применение листов из высокопрочной стали для автомобилей привлекли большое внимание во всем мире [3-5]. Ранее разработкамикролегированной стали и низколегированной высокопрочной стали (стали HSLA) решала проблему прочности автомобильной стали. Механизм упрочнения стальной пластины этого типа заключается в увеличении плотности дислокаций или в увеличении взаимодействия с различными типами дислокаций. Однако в этом случае возникает противоречие между прочностью и пластичностью стали, поскольку увеличение прочности снижает ее вязкость и пластичность. Это ухудшает формуемость этого типа стали. Двухфазная сталь упрочняется за счет введения вязкого мартенсита в феррит с высокой пластичностью, так что двухфазная сталь имеет преимущества низкого коэффициента текучести, высокой начальной скорости деформационного упрочнения, хорошей прочности и пластичности и т. важная часть современной легкой автомобильной стали [6].
Каждый современный автомобиль содержит более 2000 сварных соединений[7], качество сварочной точки хорошее или плохое, напрямую определяет качество изготовления кузова автомобиля. DP600 сопротивление точечной сварки расплава точкаа будет производить различное содержание и распределение мартенсита[8], различное распределение и морфология этих мартенситов будет значительно влиять на механические свойства сварного соединения, в дополнение к процессу охлаждения фазового перехода будут производить поры, трещины и внутренние остаточные напряжения распределения неравномерности и другие дефекты. Эти сложные факторы затрудняют гарантию качества сварных соединений. Поэтому необходимо изучить его сварочный механизм, чтобы обеспечить качество сварки сварных соединений.
В данной работе экспериментально исследованы характеристики контактной точечной сварки новой высокопрочной двухфазной стали DP600 в облегченной конструкции современного автомобиля.Изучено влияние трех основных параметров (давление электрода, сварочный ток, время включения) на качество контактной точечной сварочной точки с учетом трех аспектов прочности на растяжение и сдвиг, микротвердости и металлографического анализа, а также дан оптимальный диапазон параметров сварки.Обсуждаются факторы, влияющие на качество сварного соединения, и дается выражение прочности на растяжение и сдвиг контактной точечной сварочной точки при различных режимах разрушения.
Важные выводы, содержащиеся в полном тексте, сводятся к следующему:
1. С увеличением давления электрода размер точкаа плавления увеличивается, а затем уменьшается, размер мартенситного пучка области точкаа плавления и HAZ не очевиден, микроскопическое изменение твердости не очевидно, и HAZ не имеет значительной зоны размягчения.Давление электрода умеренное - 3,5 кН.в это время размер ядра термоядерного синтеза является самым большим,в соединении происходит выход из строя точкаа термоядерного синтеза.
2. С увеличением пикового сварочного тока размер точкаа плавления также увеличивается, мартенситная организация области точкаа плавления в целом не изменяется,а размер мартенситного пучка HAZ увеличивается.Когда сварочный ток слишком велик(12кА), мартенситный пучок области расплавленного точкаа растет, а твердость уменьшается.Твердость HAZ уменьшается с увеличением тока, а степень размягчения HAZ увеличивается с увеличением пика тока.Когда пиковый ток составляет 10кА и 12кА, наблюдается разрушение самородка.
3. По мере увеличения времени подачи питания размер самородка сначала увеличивается, а затем уменьшается.Размер мартенситного пучка в зоне самородка и ЗТВ имеет ту же тенденцию к изменению, оба из которых сначала уменьшаются, а затем увеличиваются,существует оптимальное время включения (11 цикл) для оптимизации размера мартенситного пучка в зоне самородка и HAZ соединения.
Когда время включения слишком велико (17 цикл), металлографическая структура всего соединения, очевидно, огрубляется.Тенденция микротвердости изменяется в зависимости от размера мартенситного пучка.Когда время включения питания достигает 11 циклов, точка термоядерного синтеза можно вытащить, а время включения питания составляет 14 циклов, когда прочность соединения самая высокая.
4. Когда давление электрода слишком мало (2,0~2,5 кН), вероятность разбрызгивания достигает более 80%, когда время включения питания слишком мало (8 циклов), вероятность разбрызгивания составляет около 20%.Когда пик тока и время включения питания превышают 10кА и 14цикл соответственно, вероятность разбрызгивания составляет более 60%.При дальнейшем увеличении параметров сварки вероятность разбрызгивания достигнет 100%.Дефекты усадки и кристаллизации трещин связаны, а усадка и кристаллизация трещин основаны на возникновении брызг в качестве предпосылки, с увеличением параметров сварки вероятность возникновения усадки и кристаллизации трещин увеличивается.
5. Диаметр точкаа расплава является наиболее важным фактором, влияющим на прочность соединения при растяжении и сдвиге.Диаметр точкаа расплава увеличивается пропорционально увеличению подвода тепла, а диаметр точкаа расплава уменьшается, когда подвод тепла слишком велик;Вдавливание электрода влияет на прочность соединения при растяжении и сдвиге, вдавливание электрода увеличивается, что приводит к снижению прочности при растяжении и сдвиге, разбрызгивание приведет к значительному вдавливанию электрода;Режим разрушения влияет на прочность соединения тяги и сдвига, одни и те же параметры сварки получают диаметр ядра, аналогичный соединению, режим разрушения отличается, потому что путь распространения трещины отличается, прочность тяги и сдвига также отличается.При разрушениее вырывания точкаа плавления механические свойства исходного положения разрушения влияют на прочность соединения на растяжение и сдвиг.Начальное положение выхода из строя расплавленного точкаа при выходе из строя колеблется в области HAZ вблизи части основного материала, и разбрызгивание приведет к тому, что начальное
положение выхода из строя переместится в направлении расплавленного точкаа, но это движение не очевидно.Наконец, приведено выражение пиковой нагрузки для разрушения между разрушениями и разрушениеом при извлечении ядра слияния,Приведено и проверено выражение разрушения /max при извлечении ядра слияния.
Недостатки:
В этом исследовании количество повторений сварки меньше, и полученный закон все еще имеет определенную случайность. Выражение для прочности на растяжение и сдвиг соединения относится к прочности на сдвиг мартенсита и прочности на растяжение HAZ в зоне плавления, которая не была получена экспериментально в данном исследовании.Более поздние исследования могут провести эксперименты в этой области, получить эти экспериментальные данные,таким образом, выражение прочности на растяжение-сдвиг проверяется и корректируется.
Важные выводы, содержащиеся в полном тексте, сводятся к следующему:
1. С увеличением давления электрода размер точкаа плавления увеличивается, а затем уменьшается, размер мартенситного пучка области точкаа плавления и HAZ не очевиден, микроскопическое изменение твердости не очевидно, и HAZ не имеет значительной зоны размягчения.Давление электрода умеренное - 3,5 кН.в это время размер ядра термоядерного синтеза является самым большим,в соединении происходит выход из строя точкаа термоядерного синтеза.
2. С увеличением пикового сварочного тока размер точкаа плавления также увеличивается, мартенситная организация области точкаа плавления в целом не изменяется,а размер мартенситного пучка HAZ увеличивается.Когда сварочный ток слишком велик(12кА), мартенситный пучок области расплавленного точкаа растет, а твердость уменьшается.Твердость HAZ уменьшается с увеличением тока, а степень размягчения HAZ увеличивается с увеличением пика тока.Когда пиковый ток составляет 10кА и 12кА, наблюдается разрушение самородка.
3. По мере увеличения времени подачи питания размер самородка сначала увеличивается, а затем уменьшается.Размер мартенситного пучка в зоне самородка и ЗТВ имеет ту же тенденцию к изменению, оба из которых сначала уменьшаются, а затем увеличиваются,существует оптимальное время включения (11 цикл) для оптимизации размера мартенситного пучка в зоне самородка и HAZ соединения.
Когда время включения слишком велико (17 цикл), металлографическая структура всего соединения, очевидно, огрубляется.Тенденция микротвердости изменяется в зависимости от размера мартенситного пучка.Когда время включения питания достигает 11 циклов, точка термоядерного синтеза можно вытащить, а время включения питания составляет 14 циклов, когда прочность соединения самая высокая.
4. Когда давление электрода слишком мало (2,0~2,5 кН), вероятность разбрызгивания достигает более 80%, когда время включения питания слишком мало (8 циклов), вероятность разбрызгивания составляет около 20%.Когда пик тока и время включения питания превышают 10кА и 14цикл соответственно, вероятность разбрызгивания составляет более 60%.При дальнейшем увеличении параметров сварки вероятность разбрызгивания достигнет 100%.Дефекты усадки и кристаллизации трещин связаны, а усадка и кристаллизация трещин основаны на возникновении брызг в качестве предпосылки, с увеличением параметров сварки вероятность возникновения усадки и кристаллизации трещин увеличивается.
5. Диаметр точкаа расплава является наиболее важным фактором, влияющим на прочность соединения при растяжении и сдвиге.Диаметр точкаа расплава увеличивается пропорционально увеличению подвода тепла, а диаметр точкаа расплава уменьшается, когда подвод тепла слишком велик;Вдавливание электрода влияет на прочность соединения при растяжении и сдвиге, вдавливание электрода увеличивается, что приводит к снижению прочности при растяжении и сдвиге, разбрызгивание приведет к значительному вдавливанию электрода;Режим разрушения влияет на прочность соединения тяги и сдвига, одни и те же параметры сварки получают диаметр ядра, аналогичный соединению, режим разрушения отличается, потому что путь распространения трещины отличается, прочность тяги и сдвига также отличается.При разрушениее вырывания точкаа плавления механические свойства исходного положения разрушения влияют на прочность соединения на растяжение и сдвиг.Начальное положение выхода из строя расплавленного точкаа при выходе из строя колеблется в области HAZ вблизи части основного материала, и разбрызгивание приведет к тому, что начальное
положение выхода из строя переместится в направлении расплавленного точкаа, но это движение не очевидно.Наконец, приведено выражение пиковой нагрузки для разрушения между разрушениями и разрушениеом при извлечении ядра слияния,Приведено и проверено выражение разрушения /max при извлечении ядра слияния.
Недостатки:
В этом исследовании количество повторений сварки меньше, и полученный закон все еще имеет определенную случайность. Выражение для прочности на растяжение и сдвиг соединения относится к прочности на сдвиг мартенсита и прочности на растяжение HAZ в зоне плавления, которая не была получена экспериментально в данном исследовании.Более поздние исследования могут провести эксперименты в этой области, получить эти экспериментальные данные,таким образом, выражение прочности на растяжение-сдвиг проверяется и корректируется.
