工艺参数对DP590钢搅拌摩擦焊最优焊接条件的影响



工艺参数对DP590钢搅拌摩擦焊最优焊接条件的影响

先进高强度钢以其590MPa以上的抗拉强度而在汽车行业广泛应用。在进行先进高强度钢（如DP590）板焊接时发现，为了获得最佳的焊接条件，考虑使用摩擦搅拌焊（FSW）。FSW是由焊接研究所（TWI）于1991年研究出的一种固态连接方法。对1.4mm 厚DP590钢板进行FSW试验。研究了DP590钢板焊接接头质量的最佳焊接条件和摩擦搅拌焊接参数对焊接效果的影响。为了找到DP590 FSW接头质量的最佳焊接条件和主要焊接影响因素，试验研究了如转速、行驶速度和倾斜角度等参数。为了测出焊接时刀具前进和后退时的温度分布，在旋转速度为800r/min和焊接速度180mm/s的情况下，在背板上插入一个K型热偶电阻，用以估计每个焊点处的峰值温度。

分析了焊接单位长度的热量输入和形成FSW焊接区域之间的关联，在FSW过程中峰值温度分布的测试结果可以概括如下。

（1）对于DP590MPa级钢，使用氮化硅工具作为搅拌板以获得最佳的焊接条件。无焊接缺陷的最佳焊接条件与主要参数的变化有关，如工具的旋转速度和移动速度。

（2）所选择的最优焊接参数用于研究旋转刀具附近峰值温度分布。热机影响区在搅拌区附近的温度提高到奥氏体温度（大约为900℃），同时在焊接后温度会迅速下降。

（3）用于表示每单位长度热量输入的N/V值（焊接工具旋转速度与移动速度的比值）对焊接接头质量有决定性影响。当N/V值在2.2～4.2之间时，可以得到合适的焊接接头；如果N/V值较低，热量输入不充分，会在焊接前侧产生槽状缺陷。

刊名：Journal of Mechanical Science and Technology（英）

刊期：2014年第28卷

作者：Young Gon Kim et al

编译：何云廷