局部负压条件下镀锌钢板零间隙激光搭接焊的工艺研究

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1、分类号学号M201370876学校代码10487密级硕士学位论文局部负压条件下镀锌钢板零间隙激光搭接焊的工艺研究学位申请人：杭松学科专业：材料工程指导教师：王春明教授答辩日期：2015年5月15日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonlaserweldingofgalvanizedsteelinazero-gapoverlapjointconfigurationu

2、singatopicalnegativepressuremethodCandidate:HangSongMajor:MaterialsEngineeringSupervisor:Prof.WangChunmingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰

3、写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在

4、以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要汽车产业的发展水平在一定程度上代表了整个国家的工业水平。新世纪以来，汽车产业快速发展，在国民经济中占有重要地位。镀锌板因为具备良好的耐腐蚀性能而被越来越多的应用于汽车制造业之中，与此同时大功率激光焊接技术也凭借高效率、高质量等优点而逐步替代电阻点焊技术。然而镀锌钢板表层镀锌的沸点(907℃)大大低于铁的熔点(1530℃)，这就会导致零间隙焊接镀锌板的时候工件搭接面处会产生很多高温高压状态的锌蒸汽，如果这些

5、锌蒸汽不能够顺畅地从焊接匙孔中逸出，就会形成诸如孔洞、气孔以及飞溅等严重焊接缺陷。工业上一般采用的解决方法是通过在焊接时上下两工件之间留存一间隙，把此间隙当做锌蒸汽的逸出通道，但是这种预留间隙法会导致工序的增加从而导致成本的上升而难以应用。针对镀锌钢板激光搭接焊存在的问题，本文采取一种在焊缝上方提供局部负压环境以此促进锌蒸汽从小孔逸出的方法来改善镀锌钢板零间隙激光搭接焊的质量，提供局部负压的方法分别为在焊缝上方施加高速平吹辅助气流以及侧吸。研究这种方式对镀锌钢板零间隙激光搭接焊工艺性能的影响，通过试验获得无

6、缺陷焊缝并得到使焊缝成形最佳的工艺参数范围。试验过程借助高速摄像等设备对焊接过程中的等离子体，熔池及小孔进行实时在线观察。另外，试验还对搭接接头的金相组织和显微硬度，对不同工艺条件下的搭接接头进行了相关力学性能进行了研究。研究结果发现，采用局部负压方式能够获得缺陷较少的搭接焊缝，焊缝内部组织基本上无气孔，裂纹等缺陷，组织性能较好，搭接焊缝强度能够达到母材强度。高速摄像观察结果发现采用局部负压方式时等离子体变得十分稳定，小孔也基本保持张开的状态。通过工艺试验，高速摄像的结果分析，本文认为施加局部负压加速了锌蒸

7、汽从小孔逃脱从而保证了小孔的通畅性和稳定性。小孔在零间隙镀锌钢板激光搭接焊过程中充当锌蒸汽的逸出通道。关键词：镀锌钢板；激光焊接；锌蒸汽；局部负压；小孔I华中科技大学硕士学位论文AbstractThelevelofdevelopmentoftheautomotiveindustryisonbehalfoftheindustrylevelofthewholecountry.Sincethenewcentury,theautomobileindustryhasdevelopedrapidly,anditspos

8、itioninthenationaleconomyarebecomingincreasinglyprominent.Galvanizedsteelplatesarewidelyusedintheautomobilebodybecauseofitsexcellentcorrosionresistance,whilelaserweldingtechnologywillalsobefavoredbytheautoind