616装甲钢多热源复合搅拌摩擦焊接装置研究

摘要本文论述了616装甲钢的复合热源搅拌摩擦焊接装置的研究。通过分析616装甲钢的搅拌摩擦焊接过程特点，提出了总体的设计方案，给出了TIG电弧、搅拌头、加热垫板、工作台等各组成部分的结构图，设计了TIG+加热垫板多热源复合搅拌摩擦焊接装置。利用设计的 TIG+加热垫板多热源复合搅拌摩擦焊接装置，进行了616装甲钢的搅拌摩擦焊接工艺试验，通过观察焊接接头的宏观形貌和金相组织，获得了相对最佳的工艺参数：当焊接速度为35mm/min，搅拌头旋转速度1200r/min,加热电流30A，预热温度为200℃时焊缝成形比较好，组织更加均匀。23912
关键词   616装甲钢 TIG电弧加热垫板复合热源搅拌摩擦焊接装置
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title The studies on TIG and heating plate assisted friction stir welding device of armor steel
Abstract
TIG and heating plate assisted friction stir welding device of 616 armor steel have been studied .By analyzing the characteristics of its friction stir welding process,raised the overall design,gived out the structure chart of TIG arc,stir-welding head,heating plate and workbench,etc.Design the TIG and heating plate assisted friction stir welding device of 616 armor steel.Use the device,we make the process test on the friction stir welding of 616 armor steel.By observing the macro of the welded joint and the microstructure,we got the technological parameter relative to the best.When the welding speed is 35mm/min,the rotate speed of stir-welding head is 1200r/min,the heating current is 30A and the preheating temperature is 200℃,the weld is better and the microstructure became more uniform.
Keywords 616 armor steel TIG heating plate assisted friction stir welding
目   次
1 绪论1
1.1 课题研究的背景.1
1.2 搅拌摩擦焊的原理与研究现状    2
1.3 钢的搅拌摩擦焊焊接性及其研究现状    3
1.4 复合热源的研究发展与应用    4
1.5 搅拌摩擦焊辅助装置的研究    6
1.6 课题研究的目标、内容及研究方法    7
2 616装甲钢的复合热源搅拌摩擦焊接装置设计    9
2.1 总体设计方案    9
2.2 主要焊接设备    10
2.3 复合热源的选择    11
2.4焊枪连接部件的设计    12
2.5 焊接夹具的设计    13
2.6 搅拌头的选择与连接器的设计制造    14
2.7 工作台的设计    16
2.8 加热垫板的设计和加热管的选择    17
3 616装甲钢TIG电弧及加热板与搅拌摩擦复合焊接工艺试验    20
3.1试验材料    20
3.2工艺试验参数设计    20
3.3 616装甲钢复合热源搅拌摩擦焊接接头宏观形貌观察    21
3.4 616装甲钢复合热源搅拌摩擦焊接接头微观组织分析    24
3.5 本章小结    28
结论    29
致谢    30
参考文献    31
1 引言
1.1课题研究的背景
搅拌摩擦焊接（Friction Stir Welding,简称FSW）是针对焊接性较差的铝合金开发的一种新型焊接技术，这种固相焊接工艺是由英国焊接研究所（TWI）于1991年研发的[1]。相比与传统的焊接方法，FSW凭借其优质、高效、低耗、无污染、焊接变形小等特点被广泛的应用于铝及铝合金的薄板焊接中[2]。并且在造船业、汽车制造业、航空航天、铁道车辆等都存在一定的应用范围。其具体表现为：（1）焊接成本低，在焊接过程中，不需要填充焊丝、焊剂和保护气体。不需要事先的打底焊；（2）焊接接头的性能好，在焊接过程中，焊材所受的残余应力低，焊后接头的残余应变小，可以获得等强度接头。焊接接头通常所得为细晶组织，没有气孔、裂纹、夹渣等焊接缺陷；（3）焊接过程安全性好，FSW的整个焊接过程都十分整洁，不会产生飞溅、辐射等危害焊工身体健康的有害物质。但是由于FSW在焊接过程中只能提供较低的热量，其主要要热量来源于搅拌头与工件之间的摩擦[3]，而且搅拌头材料在耐高温、耐磨等方面都达不到要求，所以目前FSW只是针对于铝合金、镁合金等低强度、低熔点材料的研究比较成熟。对于高强度、高熔点的钢材来说，焊接过程中由于热量低以及期间搅拌头的磨损等问题的存在，容易造成孔洞、沟槽等缺陷，并且还不能进行高质量高效率的焊接。 616装甲钢多热源复合搅拌摩擦焊接装置研究:http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_17168.html