mw9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究

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1、上海交通大学硕士学位论文MW9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究摘要激光填丝焊具有速度快、效率高、焊缝质量好的特点，已成功用于宝钢集团股份有限公司普通碳钢带钢连轧生产线前后板带的连接，但在冷轧硅钢带时，发现在激光焊缝处经常发生断裂，严重影响生产效率。为弄清其原因，从根本上解决断带问题，本文就MW9124硅钢的激光焊缝冷轧过程中的断裂问题进行一系列的研究。本文首先对断带进行了失效分析。通过对断带试样的各种物理和化学性能的分析，对失效的各种可能进行了排查，发现断带主要是由低周疲劳引发，而焊缝表面缺陷造成的局部的应力应变集中对

2、疲劳裂纹萌生有相当大的影响。本文利用ANSYS有限元软件，对焊缝的成形、内部缺陷、表面缺陷、强度匹配不当等因素引起的应力集中进行了模拟，分析了它们对应力应变集中的影响程度。其中焊缝的表面缺陷如错边，对应力应变集中的影响很大，而内部缺陷影响相对较小，因此表面缺陷在焊接中尤其需要关注。此外，本文还利用该软件，对裂纹疲劳扩展的过程进行了模拟研究。本文的最后部分，通过对MW9124硅钢的激光焊接工艺试验，对影响焊缝成形、焊缝组织和性能变化的工艺参数进行了研究和优化，找出了线能量对于焊缝组织和硬度的影响规律，总结了MW9124硅钢的激光焊接特

3、点，为提高焊缝质量和断裂韧性，降低其冷轧过程中的断裂倾向提供有效的参考依据。关键词：硅钢，失效分析，有限元模拟，疲劳断裂，激光焊接I上海交通大学硕士学位论文FRACTUREANALYSISOFLASER-WELDEDMW9124STEELINCOLD-ROLLINGPROCESSANDSTUDYONITSWELDINGTECHNOLOGYABSTRACTTheLaserFillerWireWeldingischaracterisedwithhighspeed,highefficiencyandgoodweldingquality,i

4、thasbeensuccessfullyappliedtojoiningthegeneralcarbonsteelsheetonthetandemrollingproductionlinesatBaoSteelGroupCo.Ltd.Butonthecold-rollingproductionlineofsiliconsteel,thefractureoccursinthelaserweldingseamfromtimetotime,whichgreatlylowerstheproductioneffieciency.Inorder

5、tofintoutthefracturecauseandtheeffectivesolutiontothisproblemexactly,aseriesofresearchesthatfocusedonthefractureprobleminthecold-rollingprocessofthelaserweldedsiliconsteelMW9124werecarriedoutinthisthesis.Firstlyaseriesoffailureanalysisofthebrokensteelsheetpartswereperf

6、ormed.Bymeansofvariouskindsofchemicalandphysicalanalysisoftheseparts,aswellasthestudyofsomepossiblefailurecauses,itwasfoundthatthelow-cyclefatigueisthemainpossiblereason,andthelocalstressandstrainconcentrationinasmallareainducedbysurfacedefectsofweldingseamshavealsoagr

7、eateffectontheinitiationofthefatiguecrack.II上海交通大学硕士学位论文ForthissakeafiniteelementsimulationsoftwareANSYSisusedtosimulateandanalysethestressconcentrationcausedbyweldingdeformation,innerandsurfaceweldingdefectsandintensitymismatch.Thesurfaceweldingdefectssuchasunfitnesso

8、fbuttjointhavemuchlargerinfluenceonstressandstrainconcerntrationthantheinnerweldingdefects.Thereforemoreattentionssho