傳動(dòng)軸總成異種鋼半軸激光焊接與沖擊處理工藝性能研究.pdf

1、汽車輕量化已成為全球汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢，要求其同時(shí)兼顧汽車的質(zhì)量、性能及價(jià)格。汽車傳動(dòng)軸總成半軸部分由異種鋼空心管與實(shí)心軸焊接組成，能實(shí)現(xiàn)汽車成本與油耗降低等目的。目前，國內(nèi)采用摩擦焊與CO2氣體保護(hù)焊工藝焊接半軸時(shí)分別會(huì)產(chǎn)生飛邊、接頭變形與金屬飛濺、熔化不均勻、氣孔等缺陷。因此，研究其新型焊接技術(shù)對提高焊接接頭的質(zhì)量和傳動(dòng)軸總成的服役壽命具有重要意義。
　　本文針對目前傳動(dòng)軸總成異種鋼半軸焊接方式存在的缺陷現(xiàn)狀，提出半軸激光焊接

2、與激光沖擊處理工藝，開展了40Cr鋼與45鋼板材的激光焊接試驗(yàn)研究、異種鋼焊接接頭的激光沖擊強(qiáng)化試驗(yàn)研究以及半軸焊接件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，開展了40Cr鋼與45鋼板材的激光焊接工藝試驗(yàn)研究?；诩す夂附訖C(jī)理，研究了激光功率、焊接速度和離焦量三者與焊縫表面成形質(zhì)量之間的關(guān)系，得到了最優(yōu)工藝參數(shù)組合;在此基礎(chǔ)上，對比分析焊接接頭的組織性能與力學(xué)性能，評價(jià)最優(yōu)工藝參數(shù)組合下接頭的激光焊接性能。研究表明:在最優(yōu)參數(shù)

3、組合:激光功率4.2kW、焊接速度1.2m·min-1和離焦量-2mm時(shí)，焊縫表面成形質(zhì)量良好;焊縫區(qū)與熔合區(qū)的顯微組織都主要是馬氏體;焊縫表面呈現(xiàn)高幅殘余拉應(yīng)力，橫截面上顯微硬度達(dá)到母材的2.5倍以上;焊件的抗拉強(qiáng)度達(dá)到587MPa，斷口是延性斷裂。
　　其次，探討了激光沖擊強(qiáng)化對異種鋼焊接接頭性能的影響。對異種鋼焊接接頭進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化處理，分析了沖擊前后焊接接頭的顯微組織、殘余應(yīng)力、顯微硬度以及拉伸性能的變化。研究表明:激光

4、沖擊能使馬氏體發(fā)生碎化，細(xì)化晶粒;沖擊后焊縫區(qū)與熱影響區(qū)由原始的高幅拉應(yīng)力分布變?yōu)閴簯?yīng)力分布，且在三次沖擊范圍內(nèi)表層深度方向分別形成0.8～1.0mm與1.0～1.2mm的有效強(qiáng)化層;表層的顯微硬度和焊接件的拉伸性能都得到了提高。
　　最后，進(jìn)行了基于激光焊接與沖擊處理的半軸焊接件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)研究。采用板件激光焊接的最優(yōu)工藝參數(shù)組合進(jìn)行半軸的焊接，對焊接接頭進(jìn)行激光沖擊強(qiáng)化處理，研究了經(jīng)過激光焊接和沖擊的半軸焊接接頭的最大扭矩。研究表