301L不銹鋼窄間隙激光填絲焊與激光-MAG復(fù)合焊技術(shù)研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼材料以其優(yōu)良的耐腐蝕性、塑性和可焊性，被廣泛應(yīng)用于地鐵不銹鋼車體的制造中。本文以下一代地鐵用8mm厚SUS301L-MT不銹鋼為研究對象，開展了激光-MAG復(fù)合焊和窄間隙激光填絲焊工藝特性及接頭性能研究，通過對焊絲熔入行為、電弧熔滴特性、焊接工藝特性、接頭微觀組織和綜合力學(xué)性能的分析、比較，結(jié)合EBSD技術(shù)探索焊接接頭微觀成形機(jī)制，為進(jìn)一步指導(dǎo)推廣激光-MAG復(fù)合焊和窄間隙激光填絲焊技術(shù)的工程應(yīng)用提供了實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。<

2、br>　　本文利用高速攝像技術(shù)研究了激光填絲焊的焊絲熔入行為以及激光熱源對熔池的影響規(guī)律，分析了激光電弧的耦合機(jī)制，結(jié)果表明:光絲間距、焊接速度、送絲速度、激光功率和離焦量幾個主要工藝參數(shù)，對熔滴過渡以及焊縫成形有著重要的影響，只有這些參數(shù)在一定范圍內(nèi)合理匹配才能獲得良好成形的焊接接頭。與激光填絲焊相比，激光-MAG復(fù)合焊的熔滴過渡穩(wěn)定性以及焊縫成形較差，但是工藝參數(shù)可控范圍更寬。
　　分析比較了301L不銹鋼激光-MAG復(fù)合焊和

3、窄間隙激光填絲焊的接頭顯微組織以及焊接熱循環(huán)過程，結(jié)果表明:復(fù)合焊與填絲焊接頭的微觀組織類似，焊縫區(qū)均為奧氏體柱狀晶與樹枝狀鐵素體，熱影響區(qū)和母材為奧氏體和形變馬氏體;填絲焊的焊接熱循環(huán)峰值溫度低，冷卻速度快，因此過冷度大，實際結(jié)晶溫度低，晶粒更小。
　　比較了301L不銹鋼激光-MAG復(fù)合焊和窄間隙激光填絲焊接頭的綜合力學(xué)性能，并繪制了縱向殘余應(yīng)力云圖，結(jié)果表明:填絲焊、復(fù)合焊拉伸試樣均斷于焊縫，斷裂機(jī)制為韌窩斷裂;填絲焊接頭的

4、屈服強度為576MPa，抗拉強度為824MPa，斷后延伸率為27.9％，均高于復(fù)合焊;填絲焊接頭的硬度大于復(fù)合焊，接頭軟化區(qū)范圍窄;兩種焊接方法的縱向殘余應(yīng)力分布類似，均在焊縫及熔合線附近出現(xiàn)“應(yīng)力凹陷”，復(fù)合焊的縱向殘余應(yīng)力峰值為600MPa，高于填絲焊的304MPa。
　　基于EBSD技術(shù)，通過分析焊接接頭的熔池凝固結(jié)晶取向特征、晶粒形貌以及晶粒尺寸，從材料微觀結(jié)構(gòu)角度解釋了激光-MAG復(fù)合焊與窄間隙激光填絲焊接頭性能的差異，