B340LA高强钢激光填粉焊接研究

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1、学校代号10532学号S150200255分类号TG406密级公开硕士学位论文B340LA高强钢激光填粉焊接研究学位申请人姓名梁志超培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称张屹教授学科专业机械工程研究方向先进制造技术与装备论文提交日期2018年5月7日学校代号：10532学号：S150200255密级：公开湖南大学硕士学位论文B340LA高强钢激光填粉焊接研究学位申请人姓名：梁志超导师姓名及职称：张屹教授培养单位：机械与运载工程学院专业名称：机械工程论文提交日期：2018年5月7日论文答辩日期：2018年5月19日答辩委员会主席：尹韶辉教授

2、StudyonLaserWeldingofB340LAHigh-strengthSteelwithPowderFillingByLIANGZhichaoB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZHANGYi

3、May，2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，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后果由本人承担。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，同意学校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。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编

4、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。本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日B340LA高强钢激光填粉焊接研究摘要B340LA低合金高强钢是实现汽车轻量化的主选材料之一，同时变截面结构是实现汽车轻量化的有效途径，因此宝钢集团研发了B340LA变厚截面板用于实现汽车轻量化。激光填粉焊接除了具备激光焊接的诸多优点以外，还具有提高激光能量利用率、改善焊接缺陷等特点，可以更好的实现B340LA变厚截面板的连接。

5、通过实时监测激光焊接过程，可以实现自适应激光焊接，加快生产过程的自动化和智能化进程。但是，直接对B340LA变厚截面板进行自适应激光填粉焊接难度较大，所以首先对B340LA高强钢进行激光填粉焊接研究可以加快实现B340LA变厚截面板自适应激光填粉焊接的进程。为了能够实现B340LA高强钢的激光填粉焊接试验，本文搭建了激光填粉焊接系统，并且该系统可以实现光致等离子体光谱的采集。该系统主要包含激光焊接系统、送粉系统和光致等离子体光谱采集系统。为了研究工艺参数对B340LA高强钢激光填粉焊接性能的影响，本文首先设计了多种粉末的正交试验，寻求合适的

6、填充粉末种类；然后在此基础上设计了单一变量试验，分别分析了对接间隙、焊接速度、送粉量对焊缝成形、力学性能等焊接性能的影响。结果：对接间隙和焊接速度对焊接塌陷的影响较大，送粉量对熔宽和力学性能影响大，并且在一定范围内随着送粉量的增加接头拉伸强度增强。针对激光焊接过程中如何实现焊接质量实时监测的问题，本文分别采集了激光未填粉焊接和激光填粉焊接过程中产生的光致等离子体光谱信息。首先对不同激光功率下的光致等离子体的电子温度进行计算，发现未填粉焊时，随着激光功率的增加电子温度逐渐减少，并且在板材熔透时电子温度急剧下降；填粉焊时，未熔透状态下电子温度随

7、着激光功率的增加而减少，熔透时电子温度随着激光功率的增加而增加。然后，对谱线的相对强度变化进行分析，结果显示当激光未填粉焊接过程不稳定出现焊缝不均匀、熔透性不一致时，谱线强度会出现明显波动；在只改变激光功率的激光填粉焊接试验中，测得同一谱线的相对强度越大形成的焊缝宽度越宽。最后，通过对激光填粉焊接产生的Cr元素光谱谱线强度变化趋势与焊缝中的气孔位置作比较，发现波长为399.11nm的CrⅠ谱线可以有效的监测到焊缝中的气孔。论文研究结果对变厚截面板自适应激光填粉焊接的研究具有重要的理论意义及工程应用前景。关键词：B340LA高强钢；激光填粉焊

8、接；焊接性能；等离子体；焊接缺陷II硕士学位论文AbstractB340LAhigh-strengthlow-alloysteelisoneofthepreferredmater