車身用高強(qiáng)度鍍鋅鋼CO-,2-激光焊接的工藝研究.pdf

1、隨著大功率激光器的出現(xiàn)，尤其是激光光束的功率密度的提高，激光深熔焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛。小孔效應(yīng)是激光深熔焊接中的特征現(xiàn)象。與此同時(shí)，激光深熔焊接時(shí)在工件表面和孔內(nèi)都存在著高密度的等離子體。等離子體與激光能量的相互作用是激光與物質(zhì)相互作用機(jī)理的重要內(nèi)容之一。 在已知被焊材料及其厚度、接頭方式、聚焦光斑直徑的條件下，影響焊接質(zhì)量的主要參數(shù)是激光功率，焦點(diǎn)位置，保護(hù)氣體及焊接速度。本文采用理論和試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)車身用

2、高強(qiáng)度鍍鋅鋼進(jìn)行了CO2激光焊接的工藝研究。 首先，分析了激光器及激光焊接在國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)中的研究應(yīng)用情況；歸納了與普通焊接相比，激光焊接的特點(diǎn)；展望了21世紀(jì)激光器的進(jìn)一步應(yīng)用和所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。高強(qiáng)度鍍鋅鋼的激光焊接關(guān)鍵涉及光致等離子體的影響；熱影響區(qū)(HAZ)的晶粒長(zhǎng)大；焊接接頭非平衡組織；HAZ的軟化和氣孔等。闡述了CO2激光焊接對(duì)熔化區(qū)的凈化作用。回顧了激光焊接數(shù)學(xué)模型的發(fā)展概況。 其次，介紹了激光焊接的特點(diǎn)、焊接

3、質(zhì)量的影響因素以及激光焊接技術(shù)的發(fā)展前景與面臨的挑戰(zhàn)。闡述了激光焊接不穩(wěn)定性的本質(zhì)及特征，分析了激光照射下形成小孔的四個(gè)階段；在熱傳導(dǎo)焊接和深熔焊接兩種穩(wěn)定焊接模式的基礎(chǔ)上，提出激光焊接還存在一種焊接模式——一種過渡的不穩(wěn)定焊接模式。試驗(yàn)所用激光器為自行研制的PHC-1500折疊式準(zhǔn)封離型CO2激光器和焊接夾具進(jìn)行焊接試驗(yàn)；利用MM-6臥式金相顯微鏡和WDW-100微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)對(duì)焊接試件作了相應(yīng)的顯微硬度分析和強(qiáng)度試驗(yàn)；試驗(yàn)表

4、明：在合適的激光焊接工藝條件下，激光焊接高強(qiáng)度鍍鋅鋼可以避免熱影響區(qū)的軟化和焊縫氣孔的有效控制。結(jié)合試驗(yàn)對(duì)高強(qiáng)度鍍鋅鋼激光焊接的鋅行為作了初步研究。 介紹了焊接熱影響區(qū)的形成、組織分布與性能。在參考SteenWM提出的點(diǎn)熱源疊加線熱源模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)疊加原理，得到焊接工件上某點(diǎn)溫度的數(shù)學(xué)模型，并作了理論解析；采用試驗(yàn)的方法對(duì)數(shù)學(xué)模型的解析解作了驗(yàn)證。簡(jiǎn)要分析了等離子體的形成與焊縫成型及控制。高強(qiáng)度鍍鋅鋼對(duì)CO2激光能量的吸收與