不锈钢egr冷却器焊接质量控制试验研究

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1、国内图书分类号：TG47学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文不锈钢EGR冷却器焊接质量控制试验研究硕士研究生：王君导师：钱乙余教授副导师：李钟麟博士何鹏教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2012年7月ClassifiedIndex:TG47U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEEXPERIMENTRESEARCHONWELDINGQUALITYCONTROLOFSTAINLESSSTEELEGR

2、COOLERCandidate:WangJunSupervisor:Prof.QianYiyuAssociateSupervisor:Dr.LiZhonglinProf.HePengAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsProcessingEngineeringAffiliation:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence:July,2012Degree-Conferring-Institu

3、tion:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着机动车尾气污染的加剧和排放标准日趋严格，EGR（ExhaustGasRecirculation，废气再循环）冷却器的应用受到重视。EGR冷却器工作时需承受较大的振动疲劳载荷，且长时间暴露于高温腐蚀性气体中，这对其制造质量提出了较高的要求。焊接是EGR冷却器制造中最为关键的环节，EGR冷却器的焊接质量控制具有十分重要的意义。本文为针对不锈钢YL-12CEGR冷却器研发中焊接质量控制的应用型课题。通过对熔焊和钎焊两个环节的质量监控，最终该产品研

4、发取得了成功，已实现小批量生产。在EGR冷却器熔焊研发环节，通过试验研究了机器人MIG焊接规范对焊缝成形情况的影响，采用焊枪摆动上坡方案解决了壳体膨胀节焊接质量不稳定的问题，通过调整工艺参数，获得了满意的波纹管薄壁熔焊接头。在EGR冷却器钎焊研发环节，通过试验对比和综合分析，选择BNi-5钎料应用于YL-12CEGR冷却器芯子真空钎焊。对钎焊接头质量进行统计分析，并通过静压爆破试验评价钎焊接头质量，在超压爆破下冷却管与紊流片钎焊接头处准解理断裂，裂纹沿钎缝中的Ni-Cr-Si脆性相扩展。分析表明钎缝间隙过大是该处缺陷接头形成的主要原因。在钎

5、着率较低的情况下，样品依然可以通过各项测试，由此制订了平行间隙钎着率不小于50%的接头质量合格标准。但因装配粗糙导致的钎缝间隙过大的情况应得到足够重视。本文对EGR冷却器钎焊所用的非晶态镍基钎料箔的润湿成缝特点进行了研究。通过圆环-平板模拟试验发现在钎焊后铺覆有钎料箔的位置上总存在一层钎料残余层，且厚度随钎料箔面积增加而增大；残余层与母材界面因母材的溶解而发生向母材内部的迁移，迁移深度与残余层厚度无关。随钎料量的增加，钎料在残余层和钎缝及圆角处的分配比例逐渐上升。液态钎料最终形态受最小能量原理的控制，箔状钎料融化后母材向其中的溶解改变了液态

6、钎料性质，在贴近固体表面的边界层中钎料流动缓慢，凝固后形成钎料残余层。基于上述分析建立了钎料箔熔化-润湿-填缝物理模型，对钎料箔熔化-润湿-填缝过程进行了描述。计算得出EGR冷却器芯子实际翅片-板芯接头成形所需最小钎料量。采用点焊钎料箔-翅片齿顶的方法可以在减少钎料箔用量的情况下便于装配；采用加装卡具、更改翅片设计、点焊冷却管壁-钎料箔-翅片齿顶的方法均可以减小钎焊间隙，改善钎焊质量。关键词EGR冷却器；质量控制；真空钎焊；熔焊-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeintensificationofvehicle

7、exhaustpollutionandtheincreasinglystrictemissionstandards,theapplicationsofEGR(ExhaustGasRecirculation)coolerdrawsattention.EGRcoolersarealwaysexposedtovibrationfatigueload,hightemperatureandcorrosivegasesduringworking,whichrequireshighermanufacturingqualityconsequently.We

8、ldingisthemostcriticalpartintheEGRcooler'smanufacturing.Soitissignificanttocontroltheweld