動(dòng)車組奧氏體不銹鋼激光焊接工藝及性能基礎(chǔ)研究.pdf

1、亞穩(wěn)態(tài)301LN板材是制造不銹鋼軌道客車的主材，板材的冷軋硬化及高電阻特性決定了焊接技術(shù)主要采用低熱量輸入的電阻點(diǎn)焊，點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)氣密性差使不銹鋼車體通常用于時(shí)速250km/h以下的列車。激光焊接是一種高能密度熔化焊，由于總體焊接熱量輸入低不會(huì)導(dǎo)致板材機(jī)械性能退化，這種特性使激光焊接成為以縫焊替代車體外板點(diǎn)焊、解決不銹鋼車體氣密性問題的可行方法。
　　本論文以301LN和304板為試驗(yàn)對象，對奧氏體不銹鋼激光焊接接頭進(jìn)行了微觀組織、成

2、分和顯微硬度分布的測試與分析；研究了激光功率、焊接速度和離焦量等工藝參數(shù)對焊縫成形的影響；分析了冷軋301LN和304板搭接和對接激光焊接頭的力學(xué)行為與斷裂模式，研究了連接方式、焊接工藝參數(shù)對激光焊接頭拉伸性能的影響；對比分析了激光焊接頭與板材、點(diǎn)焊接頭的相組成、硬度分布以及拉伸特性；基于有限元和斷口掃描對激光焊接頭進(jìn)行了應(yīng)力、應(yīng)變分析和拉伸斷裂分析。
　　試驗(yàn)和研究表明：奧氏體不銹鋼激光焊接焊縫組織主要為γ奧氏體和少量的6鐵素體

3、，其中301LN板搭接焊縫中γ奧氏體體積含量為96％，304板為98％，301LN焊縫的硬度高于304。接頭組織致密，無焊接缺陷。焊縫中主要合金元素Cr、Ni和Fe分布均勻，無偏析。與點(diǎn)焊接頭相比，由于冷卻速度快，晶粒更細(xì)??；工藝參數(shù)中的激光功率對焊縫成形的影響最大，功率在一定范圍內(nèi)增加，熔深隨之增加，而熔寬變化不大；焊接速度增加熔深和熔寬均隨之減??；離焦量的絕對值越大，熔深越小而熔寬越大，負(fù)離焦量得到的熔深比正的要大；研究還顯示，高硬