不同焊接工況對激光焊接接頭組織影響的研究.pdf

1、激光焊接具有熔深大、工藝穩(wěn)定性好、焊接速度快、變形小、間隙橋接能力強等優(yōu)點。近年來，該技術在發(fā)達國家受到了廣泛關注并得到了積極的研究，在汽車、石油、船舶、壓力容器等領域極富發(fā)展前景。本文采用低碳鋼和不銹鋼材料從基礎工藝、保護氣體、熱源相互作用機理、接頭微觀組織和力學性能等方面入手，對激光焊、激光-電弧復合焊和振動激光焊接技術的工藝和機理進行了系統(tǒng)深入的研究。主要研究成果如下：
　　采用光纖激光器進行焊接試驗，對兩種冷卻方法(空冷和

2、水冷)下的焊后焊縫和熱影響區(qū)的組織性能和顯微硬度進行了分析。結果表明，同樣的焊接參數(shù)下水冷后的焊縫寬度比空冷后的焊縫寬度窄?？绽浜退浜蟮暮缚p組織都為鐵素體和珠光體，略呈魏氏組織，但空冷后焊縫晶粒較大，先共析鐵素體呈塊狀析出；水冷處理后焊縫中柱狀晶細長，片間距較窄，先共析鐵素體呈片狀，魏氏組織出現(xiàn)較少?？绽浜蟮暮缚p和熱影響區(qū)的寬度都大于水冷處理下相應的相區(qū)的寬度。所有試樣的焊縫硬度都高于HAZ和母材，且水冷后的焊縫硬度略高于空冷條件下焊

3、縫的硬度。
　　使用5kW光纖激光焊和MIG焊復合，對3 mm厚316不銹鋼試板進行對接焊。研究不同間隙情況下焊縫的宏觀形貌、微觀組織和顯微硬度。首先研究了復合焊中激光與電弧前后位置對焊縫成形的影響。結果表明，電弧在前激光在后,焊縫上表面成形均勻飽滿;而激光在前電弧在后,焊縫表面不連續(xù)。然后固定激光和電弧的參數(shù)，改變接頭間隙進行激光-電弧復合焊接。結果表明，焊縫的余高和焊縫寬度隨接頭間隙的增大而減小。對接間隙小于板厚的25％時，焊

4、縫成形好且組織均勻致密。對接間隙的變化對焊縫顯微硬度影響不大，但由于陶瓷襯墊中部分雜質參與熔池反應，在對接間隙為板厚的20%的接頭中，焊縫頂部和焊縫底部的顯微硬度有所差別。焊縫頂部顯微硬度為383.7HV0.2，焊縫底部硬度為423.5HV0.2。
　　選用316不銹鋼作試驗材料，利用激光與振動相結合的焊接方法，通過改變機械振動參數(shù)和焊接速度，對比分析了不同振動頻率和焊接速度下焊接接頭的微觀組織形貌。結果表明，機械振動可以細化焊后