工藝參數對DP590鋼攪拌摩擦焊最優焊接條件的影響

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工藝參數對DP590鋼攪拌摩擦焊最優焊接條件的影響

先進高強度鋼以其590MPa以上的抗拉強度而在汽車行業廣泛應用。在進行先進高強度鋼（如DP590）板焊接時發現，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連接方法。對1.4mm 厚DP590鋼板進行FSW試驗。研究了DP590鋼板焊接接頭質量的最佳焊接條件和摩擦攪拌焊接參數對焊接效果的影響。為了找到DP590 FSW接頭質量的最佳焊接條件和主要焊接影響因素，試驗研究了如轉速、行駛速度和傾斜角度等參數。為了測出焊接時刀具前進和后退時的溫度分布，在旋轉速度為800r/min和焊接速度180mm/s的情況下，在背板上插入一個K型熱偶電阻，用以估計每個焊點處的峰值溫度。

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

（1）對于DP590MPa級鋼，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的變化有關，如工具的旋轉速度和移動速度。

（2）所選擇的最優焊接參數用于研究旋轉刀具附近峰值溫度分布。熱機影響區在攪拌區附近的溫度提高到奧氏體溫度（大約為900℃），同時在焊接后溫度會迅速下降。

（3）用于表示每單位長度熱量輸入的N/V值（焊接工具旋轉速度與移動速度的比值）對焊接接頭質量有決定性影響。當N/V值在2.2～4.2之間時，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，會在焊接前側產生槽狀缺陷。

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