《焊接本科毕业设计论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《焊接本科毕业设计论文（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、青岛理工大学琴岛学院本科毕业论文摘 要不锈钢自1912年发明以来取得迅猛发展，至今全球仍以每年3%5%的速度递增。我国正处于不锈钢生产和应用的高速增长期，2001年我国不锈钢的使用量已跃居世界第一。不锈钢通常含有 Cr(WCr 12%)、Ni、Mn、MO等元素，具有优异的耐蚀性能以及特有的力学性能、物理性能和工艺性能使其适于制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温的零部件设备，故而不锈钢具有广泛的应用前景，其焊接具有特殊性。不锈钢在电阻点焊过程中极易产生飞溅，焊接接头处易出现结合面断裂，将直接影响焊接接头的质量。本文针对上述问题，研究了304不锈钢电阻点焊接头的组织结构特点，分析了焊接电流、焊接
2、时间、电极压力以及焊接过程中对电阻点焊接头组织和性能的影响。实验表明：当焊接电流为6000A，电极压力为4000N，焊接时间为7个周波时焊点性能最好。接头的主要结晶形态为柱状晶，其结合面为点焊接头的薄弱区域。不锈钢点焊接头易出现裂纹及缩孔等焊接缺陷，使点焊接头质量降低。关键词: 304不锈钢,电阻点焊,微观组织,力学性能IIAbstractStainless steelhas been developed rapidlysince its invention in 1912,so far the world stillwith annual 3%to 5% annually.Our count
3、ry is in the rapidgrowth ofproduction and application ofstainless steel,2001 usageof stainless steel in Chinahas been ranked first in the world.Stainless steel isreferred to as thecorrosion and heat resistant alloy steel.So usually contain Cr(WCr12%),Ni, Mn, Mo and other elements, with excellent cor
4、rosion resistance and mechanical properties, unique physical properties and processing properties make it suitable for manufacturing requirements of corrosion resistance, high temperature resistance and parts of equipment of ultra low temperature, and so has the widespread application prospect, the
5、welding with special.Stainless steel in the process of resistance spot easily to have rained down, welding joints with face easy appear rupture, will directly affect the quality of the welding joint. This is article in view of the above problems, 304 stainless steel resistance spot joint of the orga
6、nizational structure characteristics, analyzed the welding current, welding time, electrode pressure and welding process of resistance spot joint organization and performance influence. The experiment showed that when welding current for welding current 6000A, electrode pressure for 4000N, welding t
7、ime for 7cyc solder joint performance is the best. The main crystalline form joint is columnar crystals , which combined surface area for the weak spot welding joints . Stainless steel welding joints prone to cracks and weld defects such as shrinkage , so that the quality of welding joints is reduce
8、d.Key words：304 stainless steel , Resistance spot welding ,Microstructure, Mechanical properties目 录摘 要I1 绪论11.1 选题背景及意义11.2 电阻点焊技术及当前发展状况11.3 不锈钢的概述61.4 本文研究的主要内容102 实验方案分析、确定及实施112.1 实验材料112.2点焊工艺参数选择122.3 试验过程133 试验结果与分析163.1 电极压力的确定163.2 焊接电流的确定163.3 焊接时间的确定193.4 试样焊接接头显微组织分析213.5 断口分析233.6 304不锈
9、钢接头成分分析24结 论26致 谢27参考文献28附 录291 绪论1.1选题背景及意义轻量化、节能、环保和安全是当今世界的主题和工业发展的方向。材料及其相关应用技术是汽车、航空等工业技术创新的重要内容和物质基础。轻量化材料和相关的应用技术在汽车上的应用是降低汽车排放和提高燃油经济性的有效措施之一。汽车质量每减重0.1t，燃油消耗可降低0.6%-1.0%，全世界每年可以减少石油使用量3.4亿桶，CO气体排放2.02亿吨。针对电阻点焊质量保证体系现状，高效、可靠、低成本、易操作、易实现焊接自动化，适用于大批量生产，并能获得表征焊接过程和质量的特征信息是电阻点焊的研究方向。同时校验对所学相关课程理
10、论、技能的理解程度，对于培养理论联系实际的作风具有重大意义。在汽车制造业中，电阻点焊仍是主要的生产工艺。它具有高效、价格低及易于实现自动化焊接的特点。电阻点焊广泛应用于低碳钢、高强钢和镀层钢等焊接。在法国、英国等国家为了减轻汽车的质量、改善油耗，则采用轻金属材料，如铝合金。然而，不同的材料及不同的板厚，需要不同的点焊工艺与之相配合，以达到最佳的力学性能和工艺性能。因此，采用好的优化设计方法，选择最佳焊接工艺参数对于深入理解电阻点焊接头强度的意义、正确选择连接工艺、指导汽车制造具有重要意义。1.2电阻点焊技术及当前发展状况点焊作为一门机械、力学、电子、控制等多学科密集交叉的专门制造技术，其发展与
11、其他科技的进步息息相关。随着我国制造技术自动化程度的日益提高，对点焊接头的质量的可靠性也提出了更高的要求，因此如何采用精确控制方法来监控电阻电焊过程，以满足现代化生产的需要已经成为电阻电焊质量控制研究的重点1。点焊是一个高密度非线性、多变量耦合作用和存在大量随机不确定因素的过程，而且形核处于封闭状态且无法观测，质量信息的提取难度也非常大。影响电阻电焊质量的因素很多，包括接头设计、材料性能、工艺方法选择电阻焊设备的可靠性与稳定性，甚至还包括焊工操作水品和生产环境，这些因素都使得焊接过程复杂程度增加，是质量控制变得非常困难。而且随着电阻点焊应用领域的不断扩展和深入，对焊接质量也提出了越来越高的要求
12、。近年来随着汽车车辆、航空航天、建筑、运输以及轻工家电等工业的飞速发展，相应的工业产品在其材料、结构及应用领域上不断更新和发展，对产品的加工质量要求不断提高，作为这些工业产品制造中的一种广泛使用的材料加工工艺电阻焊也受到了很大的挑战。为了适应新材料、新工艺。新产品在工业上开发应用的需要，以使电阻焊工艺及设备能满足现代化生产的要求，近十年来，各国焊接界在电阻焊工艺和设备控制方面做了大量的工作，主要集中在以下几方面:（1）电阻焊过程的计算机模拟研究（2）新型材料的可焊性研究（3）电阻焊质量监控方法研究1.2.1 电阻点焊定义电阻点焊(Resistance Spot Welding，简称RSW)是较
13、受汽车工业青睐且应用较为广泛的传统材料连接技术之一。把工件装配成搭接接头，将其压紧于上下电极之间，利用瞬时电流通过工件时产生的电阻热熔化母材金属，经冷却后形成焊点的焊接方法即为电阻点焊。1.2.2 点焊相变原理熔核、塑性环及其周围母材金属的1部分构成了点焊接头。在良好的点焊焊接循环条件下，接头的形成过程是预压、通电加热和冷却结晶3个连续阶段所组成。图1-1 点焊原理图（1）预压阶段：在电极压力的作用下清除1部分接触表面的不平和氧化膜，形成物理触点，为焊接电流的顺利通过及表面原子的键合作准备。（2）通电加热阶段：在热与机械力作用下形成塑性环、熔核，并随着通电加热的进行而长大，直到获得需要的熔核尺
14、寸。通电刚开始，由于边缘效应，使焊件接触面边缘处温度首先升高，接着由于金属加热膨胀，接触面和电流场均扩展并伴有绕流现象，而靠近电极的焊接区 金属散热较有利，从而在焊接区内形成了回转双曲面的加热区，其周围产生了较大的塑性变形。随着通电加热的持续，电极与工件接触表面增加，表面金属的冷却增强，而焊接区中心部位由于散热困难温度继续升高，形成被塑性环包围的回转4方体形液态熔核。继续延长通电时间，塑性环和熔核不断长大。当焊接温度场进入准稳态时，最终获得椭圆形液态熔核，周围是将熔核紧紧包围的塑性环。（3）冷却结晶阶段：使液态熔核在压力作用下冷却结晶。由于材质和焊接规范特征不同，熔核的凝固组织可有3种：柱状组
15、织、等轴组织、柱状+等轴组织。由于点焊加热集中、温度分布陡、加热与冷却速度极快，若焊接参数选用不当，在结晶过程中会出现裂纹、胡须、缩孔、结合线伸入等缺陷，可通过减慢冷却速度和段压力等措施来防止缺陷产生。1.2.3电阻点焊的焊接参数及其间的相互关系1.2.3.1点焊的焊接参数点焊参数主要有焊接电流、焊接通电时间、电极压力和电极尺寸。 （1）焊接电流 析出热量与电流的平方成正比，所以焊接电流对焊点性能影响敏感。再其他参数不变时，当电流小于某值熔核不能形成，超过此值后，随电流增加熔核快速增大，焊点强度上升，而后因散热量的增大而熔核增长速度减慢。如进一步提高电流则导致产生飞溅，焊点强度反而下降，在实际生产中，焊接电流的波动有时甚大，其原因有：电网电压本身波动或多台焊机同时通电，铁磁体焊件深入焊接回路得变化，前点对后点的分流等。除选择对焊接电流变化较不敏感的参数外，解决上述问题的方法是反馈控制。（2）焊接时间 通电时间的长短直接影响输入热量的大小，在目前广为采用的同期控制点焊机上，通电时间是周（我国一周为20ms）的整数倍。再其他参数固定的情况下，只有通电时间超过某最小值时才开始出现熔核，而后随通电时间的增长，熔核先快速增大，拉剪力也提高。当选
