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几种Fe-C系汽车材料大功率CO_2激光深熔焊接工艺研究

姚远  
【摘要】:本文利用大功率CO2激光器,采用目前先进的激光焊接方法——单光束对焊、双光束焊接、填丝焊及激光-MIG复合焊,分别研究了Fe-C系汽车材料,包括:薄钢板(车身镀锌钢板和裸板)、厚钢板(后桥桥壳钢板)、齿轮材料的激光焊接工艺、焊缝组织和性能;试验分析了锌层对镀锌钢板激光焊接的影响;初步研究了激光填丝焊焊接机理;尝试探索出一种快速激光焊接工艺参数优化试验方法;全面研究了变速箱一速齿轮“热后焊”的工艺可行性;成功地将激光焊接技术用于重型卡车驾驶室顶盖小批量试制。 另外,利用钢平衡及非平衡原始组织,研究了在激光快速加热条件下奥氏体组织转变机理,并初步对焊接温度场进行了数值模拟和试验对比分析。通过铸铁刹车蹄片激光熔凝处理技术应用研究及“交钥匙”项目实施,探索了国内激光加工技术开发应用研究中所遇到的实际问题和解决方法。 理论研究结果表明:在激光-MIG复合焊接中,接头形状、接头间隙及MIG参数变化对焊缝形状、焊缝喉厚及焊接静强度有影响。激光填丝焊焊接机理与激光对接焊不同,而与激光-MIG复合焊接机理如出一辙。利用单块钢板(裸板和镀锌板)可模拟各种激光焊接方法并快速优化工艺。 实际应用结果表明:卡车变型车大型车身覆盖件的激光焊接试制技术可行,配以适合的三维柔性激光焊接卡具,激光焊接可用于卡车变型车车身覆盖件的小批量生产中。渗碳过程中通过焊口渗碳保护,可在变速箱一速齿轮渗碳热处理后实现激光焊接,并满足使用要求。激光处理技术解决了CA1092刹车蹄片硬度长期达不到图纸要求的难题。激光处理刹车蹄片较现生产蹄片耐磨性提高3倍以上。


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