【導讀】不銹鋼自1912年發(fā)明以來取得迅猛發(fā)展，至今全球仍以每年3%～5%的速度遞增。不銹鋼通常含有Cr、Ni、Mn、MO等元素，具有優(yōu)異的耐蝕性能以及特。溫的零部件設備，故而不銹鋼具有廣泛的應用前景，其焊接具有特殊性。本文針對上述問題，研究了304不銹鋼電阻點焊接頭的組織結構特。實驗表明：當焊接電流為6000A，電極壓力為4000N，焊接時間為7個周波時。接頭的主要結晶形態(tài)為柱狀晶，其結合面為點焊接頭的薄弱區(qū)域。鋼點焊接頭易出現(xiàn)裂紋及縮孔等焊接缺陷，使點焊接頭質量降低。

　　

【正文】 熱影響區(qū)具有與液態(tài)金屬相近的化學成分，相同的晶格類型，因此熔核區(qū)晶核總是聯(lián)生長大 [13]。 在電 流 作用 下接頭熱影響區(qū)晶粒都較熔核區(qū)粗大。從熔核區(qū)到熱影響區(qū)組織形態(tài) 明顯過渡，使得這一部分成為街頭的薄弱環(huán)節(jié)。在拉伸載荷作用下，由于此處塑性協(xié)調性差，導致斷裂多發(fā)生在熱影響區(qū)，如圖 310。 在直流點焊中，由于不銹鋼導熱性好，降溫速度極快，使得在熔核中心液相中的溫 度梯度很小，形成成分過冷區(qū)，結晶形核速率比長大速度更強烈的依賴 過冷度，再加上焊點在壓力狀態(tài)下結晶，進一步提高了均質形核和異質形核率，使液態(tài)金屬中形成大量的晶核，晶粒沿各個方向長大的速率相差不多，就形成了熔核區(qū)均勻分布的細小等軸晶組織如圖 311。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)論文 23 圖 310 熱影響區(qū)結晶形態(tài)（ 640） 圖 311 熔核區(qū)結晶形態(tài)（ 640） 斷口分析 斷口形貌 點焊不銹鋼斷口形貌如圖 312。 （ a） 50 SE （ b） SE 圖 312 斷口形貌 一般金屬焊點中柱狀晶組織會形成熔核的薄弱面，并且這個薄弱面與點焊搭接接頭處于高應力區(qū)的板縫相重合，形成接頭斷裂敏感地帶。在不銹鋼點焊焊接接頭中沒有柱狀 晶區(qū)，所以斷裂多發(fā)生在熔核區(qū)與母材的過渡區(qū)，即熔合線。此處由于晶粒尺寸的快速過渡容易形成應力集中。 縮孔 在點焊熔核中心很容易產生縮孔缺陷 。通電結束后， 304 不銹鋼點焊接頭溫度迅速下降。根據(jù)金屬凝固理論可知，當溫度下降到液相線溫度時，液態(tài)金屬開始形核，并且優(yōu)先選擇依附于未熔化的母材晶粒，以柱狀晶的形式聯(lián)生生長，此時未熔化的母材固體表面與待凝固的液態(tài)金屬緊密接觸。隨著溫度繼續(xù)下降，已經凝固了的固體表面必然會自發(fā)的收縮，與此同時凝固過程繼續(xù)，凝固收縮又將發(fā)生。熔核內部還未凝固的液態(tài)金屬因溫度下降自 然會產生液態(tài)收縮，同時還要青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)論文 24 補充凝固收縮，體積必然縮小。此時，若熔核內部液態(tài)收縮和凝固收縮的總速率大于固態(tài)收縮，就很容易形成縮孔缺陷。點焊接頭冷卻相當快，且熔核又有塑性環(huán)的保護，此種情況下熔核中剩余的液態(tài)金屬就非常較少。若此時電極壓力不夠大，液態(tài)金屬在凝固前就沒有可能對已經形成的孔洞進行補充，熔核內部的縮孔也就這樣形成了。 此外， 304 不銹鋼點焊過程中的飛濺也會直接導致縮孔的形成，故應該在焊前對工件表面進行徹底清理，焊接時選擇合適的工藝參數(shù)，且要注意對電極的及時修磨，以盡量避免出現(xiàn)飛濺，盡可能地減小產生縮孔的 幾率。 裂紋 圖 313 為 304 不銹鋼點焊熔核內部出現(xiàn)的裂紋。焊接接頭在點焊過程中的熱作用下發(fā)生變形，變形不均勻就會導致其應力場和應變場不均勻。在焊接過程中，熔核金屬熔化導致其受熱膨脹，在電極和熔化金屬附近溫度較低的母材的影響下，熔核就會受壓 。凝固過程中溫度降低，熔核必然會自發(fā)收縮而導致其受拉，這就直接導致熔核內部裂紋的出現(xiàn)。此外，熔核冷卻時與焊點結合面平行方向的收縮速率最大，故熔核內部的裂紋擴展方向大多都近似垂直于結合面。 圖 313 304 不銹鋼點焊熔核內部裂紋形貌 304 不銹鋼 接頭 成分分析 圖 314 為 304 不銹鋼點焊熔核的能譜照片，表 為能譜分析結果。表 中的化學成分與表 化學成分分析結果顯示，熔核中心的的的成分含量與母材的成分含量 差異不大 。 EDS 分析顯示， 304 不銹鋼熔核區(qū)的相由 Fe 和金屬間化合物 FeMn 組成，F(xiàn)e 峰明顯高于 FeMn 峰，這表明 304 不銹鋼熔核區(qū)是由 Fe 相和很少量的 FeMn相組成。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)論文 25 表 點焊熔核能譜分析 (at.%) Element Wt% At% NiL SiK CrK MnK FeK Matrix Corrention ZAF 圖 314 點焊熔核的 SEM 照片 圖 315 304 不銹鋼點焊熔核的 EDS 圖譜 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)論文 26 結 論 （ 1） 通過對 70mm20mm1mm304 不銹鋼的點焊試驗，確定了在試驗范圍內直流點焊不銹鋼最佳工藝參數(shù)為焊接電流 6000A，電極壓力為 4000N，焊接時間為 7 個周波（ 1 周波 =），預壓時間為 10 個周波。 在本試驗 條件下， 304不銹鋼點焊接頭的最大拉剪力為 9411N。 （ 2） 304 不銹鋼點焊接頭的 結合面為點焊接頭的薄弱區(qū)域。 （ 3） 不銹鋼點焊接頭易出現(xiàn)裂紋及縮孔等焊接缺陷，使點焊接頭質量降低。但在本實驗中優(yōu)化后的工藝參數(shù)下沒有此類現(xiàn)象。 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)論文 27 致 謝 本論文是在孫倩老師的悉心指導下完成的。從論文選題、方案論證到論文撰寫，無不得到老師的悉心指導。老師淵博的知識、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L、鍥而不舍的科研精神、精益求精的工作態(tài)度以及能夠敏銳地把握學科前沿的洞察力都是值得我終生 學習的。在做畢業(yè)設計期間，無論是在學習上，還是口常生活中，老師都給予了我極大的關懷和幫助。在此，謹向我敬愛的老師表示衷心的感謝并 致以崇高的敬意 ！ 青島理工大學琴島學院本科畢業(yè)論文 28 參考文獻 [1] SENUMA T .Physical metallurgy of Iron and modern high strength steel sheets [J].ISIJ International,2021,41 (6):520532 [2] OHJOON KWON,SUENG CHUL BAIK .Manufacture and Application of Advanced High Strength Steel Sheets for Auto Parts Manufacture [A].Proceedings of the Joint International Conference of HSLA Steels and SUGS,November 810,2021 [C]. 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Dental clinical experiences have shown that the accuracy of the ?nal Ti prosthesis suffers from some inevitable errors during the fabrication processes such as inaccurate impression, distortion of wax patterns,and bending resulting from metal constriction during the casting of multiunits crown and bridge. Therefore, dental technicians have often tried to make up for these errors by cutting and welding(reconnecting) the prostheses. Among many welding techniques, laser welding under inert environment is monly used for reconnection of Ti prostheses. The research of Qi et al. [1] found that there are ?ne acicular structures in the Ti weld metal different from the parent metal structure after laser welding. On the other hand, Wiskott et al. [2] found that the texture of equiaxed grains of weld metal is similar to the structure of surrounding Ti parent metal after laser welding. In terms of tensile strength, the study of Chai and Chou[3] showed that the strength of Ti weld metal is superior to the parent metal after laser welding. In contrast,Wiskott et al. [4] found that the tensile strength of weld metal of a laserwelded Ti joint is inferior to the parent metal. Furthermore, owing to the fusion of impurities,formation of martensitic structure, o