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(lái)加工制造，高污染、高耗能是該工藝的主要缺點(diǎn)，開(kāi)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(diǎn)。本文針對(duì)水龍頭薄殼體，通過(guò)分體沖壓成型下料，提出采用不銹鋼激光焊接的方式來(lái)代替純銅的整體鑄造。
　　由于激光焊接過(guò)程復(fù)雜，為此通過(guò)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(duì)水龍頭殼體激光焊進(jìn)行溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬。結(jié)果能夠較準(zhǔn)確仿真焊接過(guò)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(shì)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(shí)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(duì)接頭表面質(zhì)量的影響，利用數(shù)值優(yōu)化與實(shí)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(wú)氣孔等明顯缺陷，初步驗(yàn)證了新方法的

3、可行性。
　　為進(jìn)一步評(píng)定水龍頭激光焊方法的合理性，對(duì)304、310s奧氏體不銹鋼激光焊接接頭進(jìn)行性能測(cè)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(qiáng)度分別為576、516Mpa，斷裂位置均位于焊趾，斷裂機(jī)制為延性斷裂。兩種接頭抗彎性能良好，彎曲角度達(dá)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(jì)剪

4、切夾具，對(duì)304、310s不銹鋼水龍頭殼體激光焊接頭剪切實(shí)驗(yàn)表明，兩者抗拉剪平均強(qiáng)度分別為247Mpa，222Mpa，都遠(yuǎn)高于使用性能標(biāo)準(zhǔn)。水龍頭殼體密閉性與耐壓檢測(cè)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(xì)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(méi)有明顯的界限。
　　通過(guò)晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)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