30CrMnSiA鋼激光焊接氣孔成因及控制.pdf

1、30CrMnSiA鋼是一種典型的Cr-Mn-Si系中碳調(diào)質(zhì)鋼，是航空工業(yè)和國防工業(yè)中的重要材料，在激光焊接過程中容易形成氣孔，對30CrMnSiA鋼產(chǎn)品焊接接頭的力學(xué)性能帶來不利影響，進(jìn)而影響產(chǎn)品的可靠性。因此，對30CrMnSiA鋼激光焊接氣孔形成的機(jī)理進(jìn)行深入分析，并探索控制氣孔產(chǎn)生的技術(shù)途徑，具有重要的理論意義和工程實際應(yīng)用價值。
　　本文針對30CrMnSiA鋼激光焊接的氣孔問題進(jìn)行研究，深入分析了焊接過程中氣孔形成的原因

2、，探明了焊接工藝參數(shù)對氣孔率的影響規(guī)律，掌握了控制氣孔產(chǎn)生的方法，保證了焊接接頭的力學(xué)性能。
　　通過進(jìn)行脈沖焊接工藝參數(shù)試驗，并對焊縫進(jìn)行金相組織分析和能譜測試，研究了30CrMnSiA鋼激光焊接氣孔形成的機(jī)理。結(jié)果表明:30CrMnSiA鋼激光焊接過程中，由于激光深熔焊的小孔效應(yīng)，小孔的不穩(wěn)定會引起熔池中氣泡的產(chǎn)生，特別是與小孔波動不匹配的參數(shù)將導(dǎo)致更嚴(yán)重的氣孔傾向。形成的氣孔多為CO型氣孔，并且多出現(xiàn)在焊縫的根部，檢測到氣孔

3、壁上C濃度顯著增加，是因為CO氣孔附近區(qū)域的液體在凝固過程中發(fā)生合金元素的偏析，這更有增大了焊接氣孔傾向。
　　利用Marc軟件對激光焊接溫度場進(jìn)行模擬，通過實測熱循環(huán)曲線和金相分析驗證了模擬結(jié)果的適用性。比較了不同焊接功率和焊接速度條件下的熔池形狀和凝固時間，進(jìn)而分析其對氣孔的影響。模擬結(jié)果表明:焊接功率越大，深寬比也越大;焊接速度越快，熔池凝固時間就越短，氣泡越不易逸出，更容易形成氣孔。
　　用正交試驗分析法進(jìn)行焊接工藝