本课题以HQ100为研究对象,采用MAG焊接工艺焊接10mm厚的低合金高强钢钢板,在焊接过程中施加稳频稳幅的机械振动。振动焊接试验前,通过焊接工艺评定试验,确定最佳的焊接工艺参数—热输入,排除焊接工艺参数对振动焊接实验的影响。振动焊接试验后,采用拉伸试验机、显微硬度计、光学显微镜、冲击试验机等对试样进行相应的性能分析研究,包括拉伸性能、显微硬度、冲击性能以及显微组织,同时采用扫描电镜对拉伸及冲击断口进行断口分析,采用XRD分析焊缝中物相组成。通过振动焊接试验研究了不同振动参数对焊接接头力学性能和焊缝组织的影响规律,揭示了振动对熔池液态金属凝固过程的作用机理。首先,论文研究了焊接热输入对焊接接头力学性能和焊缝组织的影响。通过试验可以发现,随着热输入的增加,接头的抗拉强度和焊缝冲击韧性先增加后降低,在热输入为11.9kJ/cm时,焊接接头具有最佳的强度和韧性,综合力学性能最佳。分析认为,这是由于此时焊缝组织中针状铁素体的含量最大。其次,论文研究了振动振幅、振动频率对焊接接头力学性能和显微组织的影响。通过相关试验发现,不同的振动参数对焊接接头力学性能和组织的影响不同。当固定焊接热输入和振动频率时,振动振幅为0.04mm时,焊接接头的综合力学性能最佳。当固定焊接热输入和振动振幅时,振动频率为20Hz时,焊接接头的综合力学性能最好。此外还可以发现,只有选择适当的振动参数,才会改善焊接接头的力学性能和显微组织,反之,会恶化其性能。分析认为,当焊接过程中施加稳频稳幅的机械振动时,振动会通过合力弯曲、振动搅拌和能量输入三种作用对熔池液态金属的凝固过程产生影响。不同的振动参数条件下,这三种作用对焊接熔池的作用程度不同,因此焊缝凝固后最终的显微组织不同。其中,合力弯曲和振动搅拌对熔池的作用起决定作用。