基于激光焊條件下水龍頭殼體制造的新工藝研究.pdf

1、目前水龍頭薄殼結(jié)構(gòu)均采用整體鑄造的方法來加工制造，高污染、高耗能是該工藝的主要缺點，開發(fā)新的制造方法和工藝，尤其是低耗能方法，成了業(yè)內(nèi)的關(guān)注點。本文針對水龍頭薄殼體，通過分體沖壓成型下料，提出采用不銹鋼激光焊接的方式來代替純銅的整體鑄造。
　　由于激光焊接過程復(fù)雜，為此通過建立水龍頭殼體激光焊接熱源模型，推導(dǎo)焊接傳熱方程，建立水龍頭殼體有限元模型，對水龍頭殼體激光焊進行溫度場的數(shù)值模擬。結(jié)果能夠較準確仿真焊接過程，并得知水龍頭殼體

2、各方向上熱循環(huán)曲線，熱源前方溫度梯度大，變化趨勢急劇；熱源后方，溫度梯度較小，變化較緩。在通孔處其散熱模式發(fā)生變化，散熱效率變低，為實際激光焊接擬定一組基本參數(shù)。
　　以基本參數(shù)為基礎(chǔ)，分析激光焊接各參數(shù)對接頭表面質(zhì)量的影響，利用數(shù)值優(yōu)化與實際焊接相結(jié)合的方法，得出一組參數(shù)：焊接最大功率P=4.0kW，脈寬T=14ms，焊接速度v=5mm/s，離焦量d=-1.0mm。焊得的水龍頭焊縫光亮、致密、無氣孔等明顯缺陷，初步驗證了新方法的

3、可行性。
　　為進一步評定水龍頭激光焊方法的合理性，對304、310s奧氏體不銹鋼激光焊接接頭進行性能測試以及微觀組織的觀察，結(jié)果表明水龍頭殼體平面變形量均小于規(guī)定值0.5mm，其焊縫成型性良好。304、310s兩種接頭的抗拉強度分別為576、516Mpa，斷裂位置均位于焊趾，斷裂機制為延性斷裂。兩種接頭抗彎性能良好，彎曲角度達到180°，卻未發(fā)生斷裂。兩種接頭硬度分布曲線規(guī)律一致，焊縫中心較熱影響區(qū)大，母材硬度值最高。自行設(shè)計剪

4、切夾具，對304、310s不銹鋼水龍頭殼體激光焊接頭剪切實驗表明，兩者抗拉剪平均強度分別為247Mpa，222Mpa，都遠高于使用性能標準。水龍頭殼體密閉性與耐壓檢測結(jié)果表明水龍頭焊縫密閉耐壓性能符合焊后要求。接頭顯微組織觀察得知，焊縫中心主要為細小的奧氏體晶粒，往焊縫熔合區(qū)，晶粒逐漸粗大，且形狀主要為柱狀。不同形態(tài)晶粒分布，沒有明顯的界限。
　　通過晶間腐蝕實驗發(fā)現(xiàn)：310s、304激光焊接接頭抗硫酸腐蝕性能好，未發(fā)生明顯晶間腐