SUS301L不锈钢激光搭接焊工艺参数对焊缝形貌的影响

采用光纤激光器在3 mm厚不锈钢薄板上进行非熔透型激光焊试验研究。获得了不锈钢光纤激光深熔焊功率密度阈值所在区间,通过测量表征焊缝横截面尺寸的三参数:表面缝宽、中间熔宽和熔深,分析了激光功率P和焊接速度v在不同改变模式下对焊缝横截面尺寸的影响规律。结果表明,焊接速度为5 cm/s时,功率密度阈值位于3.19~3.61 k W/mm~2区间。相同程度地增大P/v,通过增大功率或降低焊速模式,表面缝宽和熔深均会随之变大,但增加功率更为有效,而对中间熔宽的影响略有不同。当保持P/v不变时,同比例增加功率和焊度,表面缝宽基本不变,中间熔宽增大,而熔深先增加后趋于稳定。采用降低焊速方式可更有效地提高搭接接头拉剪强度。     

激光焊接工艺对304不锈钢薄板搭接接头组织性能的影响

采用三因素三水平的正交试验对0.8 mm厚304不锈钢板进行了激光搭接焊,系统地研究了焊接速度、焊接功率、离焦量对焊接接头组织性能的影响。结果表明,以剪切载荷为标准时,焊接速度对薄板激光焊的影响最大,焊接功率次之,离焦量最小。焊缝中心由等轴的奥氏体基体和部分树枝状的δ铁素体组成,在焊缝边缘处存在细小的柱状树枝晶区域,减少焊接功率或者焊接速度可使柱状树枝晶区域的宽度增大。从母材到焊缝中心,显微硬度呈现出先增大后减小的趋势,采用负离焦量、低焊接功率、高焊接速度的焊接条件时,焊接接头的硬度较高。     

激光摆动焊接工艺参数对不锈钢焊缝成形与气孔率的影响

采用激光摆动焊接实现了5 mm厚1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,获得成形良好、低气孔率的接头.分析了焊接速度、摆动幅值、摆动频率、摆动形式对焊缝成形和气孔率的影响,从匙孔、熔池流动、气泡逸出的角度揭示了工艺参数影响气孔率的主要机理. 结果表明,对于5 mm厚不锈钢激光摆动焊接,适当提高焊接速度和摆动幅值,更利于减小气孔率;激光摆动频率在100 ~ 300 Hz可以兼顾较低气孔率和较好的焊缝成形;“8”形摆动激光可以获得相对较优的焊缝成形,焊缝气孔率最低,达到2.94%;而线性摆动激光获得焊缝成形最差,气孔率最高,达到19.13%.     

热输入对不锈钢激光搭接焊接头晶间腐蚀敏感性的影响

利用双环电化学动电位再活化法研究了激光焊接热输入对奥氏体不锈钢激光搭接焊接头晶间腐蚀敏感性的影响,并通过X-射线衍射仪、扫描电子显微镜及能谱仪分析了激光搭接焊接头的相组成与主要合金成分. 结果表明,不锈钢激光搭接焊接头的晶间腐蚀敏感性高于母材,且随着激光热输入的增加,焊接接头的阳极极化曲线钝化区间逐渐变窄,维钝电流密度增大,再活化率Ra = Ir/Ia增大,接头的晶间腐蚀敏感性增加. 与焊缝金属相比,焊接热影响区的晶间腐蚀倾向更为明显,成为接头中耐晶间腐蚀性能最薄弱的部位,而在晶界上析出M₂₃C₆导致晶界贫铬是晶间腐蚀敏感性增加的主要原因.     

不锈钢薄板搭接激光软钎焊接头组织与性能

采用激光对304不锈钢薄板搭接缝进行软钎焊,并对钎缝组织与力学性能进行了研究.工艺试验结果表明,当激光束倾角为60°和离焦量为300 mm时,能够有效降低激光束的热输入,实现304不锈钢薄板搭接缝的无变形钎焊,填缝深度可达5 mm,钎缝外观成形光滑、饱满,颜色与母材相近,无需涂装.钎焊接头分为不锈钢母材区、钎缝区、不锈钢母材区3个区域,钎缝区和母材区的边界清晰且明显,钎缝组织连续致密,无气孔、裂纹等缺陷.钎缝显微组织主要由黑色固溶体相、大菱形块状白色相和短棒状白色相组成,分析认为3种相分别为锡基固溶体相、SnSb相和Cu₆Sn₅相.钎料和母材之间形成约1～2μm金属化合物FeSn₂扩散层.钎缝的平均抗剪强度测试结果为39 MPa,能够满足不锈钢薄板搭接缝的工程应用.     

侧吹气体对不锈钢薄板激光焊接焊缝成形的影响

为了研究侧吹气体对CO2激光焊焊缝成形的影响及其机理,在不锈钢薄板CO2激光焊接过程,用高速数字摄像机拍摄了不同侧吹工艺参数下等离子体的动态变化过程.结果表明顶吹气流和侧吹气流的合流角约为40时焊缝背面熔宽最大,喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊焊缝成形有显著的影响;薄板CO2激光焊过程中工件表面上方的等离子体云团有两种典型的形态,分别对应于一种典型的焊缝形状,即焊透时出现的横截面面积较大的"梯"形焊缝和未焊透时出现的横截面面积较小的"钉"形焊缝.     

侧吹气体对不锈钢薄板激光焊接焊缝成形的影响

为了研究侧吹气体对CO2激光焊焊缝成形的影响及其机理,在不锈钢薄板CO2激光焊接过程,用高速数字摄像机拍摄了不同侧吹工艺参数下等离子体的动态变化过程.结果表明:顶吹气流和侧吹气流的合流角约为40时焊缝背面熔宽最大,喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊焊缝成形有显著的影响;薄板CO2激光焊过程中工件表面上方的等离子体云团有两种典型的形态,分别对应于一种典型的焊缝形状,即焊透时出现的横截面面积较大的"梯"形焊缝和未焊透时出现的横截面面积较小的"钉"形焊缝.     

焊接工艺参数对不锈钢A-TIG焊焊缝熔深的影响

利用自制的活性剂,考察了焊接工艺参数对奥氏体不锈钢A-TIG焊焊缝熔深的影响.结果表明:活性剂能使电弧收缩,穿透力增强,使焊缝熔深增加.在其它焊接参数不变的情况下,随着焊接电流的增加熔深增大;随着焊接速度的增加熔深减小;焊接电弧长度由2mm增加到3mm,焊缝熔深增大;由3mm增加到4mm,焊缝熔深减小.电弧收缩理论可以较好地解释试验结果.     

激光焊接工艺参数对稀土镁合金焊缝成形的影响

采用高功率CO2激光对NZ30K稀土镁合金厚板进行焊接工艺性研究。探讨了激光功率、焊接速度、激光离焦量、侧吹气体流量、背面保护气体流量等焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,在单道熔透的情况下,上述焊接工艺参数对焊缝成形均有影响,其中激光功率和焊接速度的影响最明显,焊缝背面熔宽受到焊接工艺参数的影响最大。在合适的激光焊接工艺下,得到了稀土镁合金NZ30K厚板成形良好的焊缝。     

激光焊接参数对冷作模具钢焊缝表面成形的影响

利用激光焊机在Cr13Mo1Si1V1冷作模具钢表面进行自熔焊接试验,探讨了脉冲激光焊接工艺参数对焊缝横断面形貌尺寸的影响.结果表明:随着激光脉冲能量的增大,焊缝熔深及表面宽度都明显增大;随着脉冲宽度的增大,熔深增长不明显,但表面宽度却明显减小;随着脉冲频率的提高,焊缝熔深及熔宽均减小;加大光斑直径会导致加热区域扩大,熔深减小.采用脉冲激光焊接该模具钢时,脉冲能量和光斑直径对熔深的影响较大;脉冲宽度对表面宽度的影响较明显;脉冲频率对焊缝横断面形貌尺寸的影响相对较小.     

搭接间隙对镀锌钢板激光焊接接头组织性能的影响

采用光纤激光器对汽车工业中常用的高强镀锌钢板(HC450/780DPD+Z)进行激光搭接焊试验,探索搭接间隙对于焊缝处微观组织、力学性能的影响,并对某搭接间隙下形成焊缝处的微观组织结构和显微硬度变化进行观察分析。结果表明,随着搭接间隙的增加,焊缝处熔化区形状逐渐从束腰型转变为直筒型,焊缝的抗剪强度也呈现先增加后下降的现象。     

304不锈钢激光搭接焊接头的组织及力学性能

采用脉冲激光焊技术焊接304不锈钢薄板。利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机等分析检测手段,研究304不锈钢焊接接头的微观组织特点及激光功率对接头组织及力学性能的影响规律。结果表明,焊缝中心为细小的等轴晶,焊缝边缘为柱状晶组织,热影响区不明显。随着激光功率的增加,焊缝抗拉强度增大。激光功率为2.6 kW时,焊缝抗拉强度达到最大值491.7 MPa。继续增加激光功率,焊缝组织粗化,焊接接头抗拉强度降低。拉伸试样均在焊缝处发生断裂,焊缝中心是焊接接头最薄弱的部位。     

激光全熔透工艺参数对不锈钢焊接气孔率的影响

以304不锈钢为研究对象,分析了焊接工艺参数对304不锈钢气孔产生的影响规律。结果表明:与激光非熔透焊缝相比,全熔透型焊缝更有利于抑制焊接气孔的产生。通过调整激光功率与焊接速度来提高焊缝背宽比可以抑制焊缝中的气孔。在激光功率为3 000 W、离焦量在-4-+4范围内,焊接速度低于0.4 m/min时,气孔率可控制在0.1%以内。气孔的产生与焊缝背宽比有关,当背宽比大于0.95时可以消除焊缝气孔。     

激光功率对304不锈钢薄板搭接接头组织和性能的影响

研究了在1.2 mm/s焊接速度下,激光功率对304不锈钢薄板搭接接头组织和性能的影响。结果表明,焊缝区熔合线附近组织为树枝晶组织,焊缝中心为等轴晶,随着激光功率的提高,枝晶变长,枝晶间距变大,等轴晶区域减小,晶粒粗化。焊缝区的显微硬度随激光功率的提高而增大,高于母材硬度。不同激光功率条件下制备的接头强度不同,激光功率为5 kW时,接头的抗拉强度最优,略高于母材的强度。     

铝合金激光深熔焊接工艺参数对焊缝成形的影响

使用所建立的有限元模型,分别对激光焊接功率在1～5kW,焊接速度在0.3～1.5m/min情况下进行了模拟,分别得到了激光功率与熔深、熔宽的关系和焊接速度与熔深、熔宽的关系。可作为铝合金激光焊接工艺指导。     

焊接工艺参数对焊缝成形和组织性能的影响

通过试验分析了低碳钢、不锈钢焊条电弧焊工艺参数对其焊缝成形和组织性能的影响。结果表明,低碳钢焊条电弧焊随线能量的增加,焊缝的熔深熔宽增大,晶粒逐渐粗大,在过热区产生晶粒特别粗大的魏氏体组织,其硬度值在熔合区最高;不锈钢焊条电弧焊线能量的增加,焊缝的熔深、熔宽增大,焊缝组织晶粒逐渐粗大。     

超薄不锈钢片微激光焊接的焊缝成形

采用微型脉冲激光实现了0.2 mm厚321不锈钢片的对接焊,研究了脉冲频率、脉冲宽度和脉冲功率等工艺参数对焊缝成形的影响规律.结果表明,0.2 mm厚321不锈钢片的微激光对接焊容易在焊缝处产生烧穿,在收弧处形成较深的弧坑.在其它工艺参数固定不变时,减小脉冲频率和脉冲宽度均可以减少或避免焊缝的烧穿,改善焊缝成形;减小脉冲功率有利于避免焊缝收弧处较深弧坑的形成,但脉冲功率过小会导致未焊合.当脉冲功率分数为12%时,脉冲频率在较宽的范围内变化都能获得成形良好、无缺陷的焊接接头.焊缝组织由中心部位的等轴晶和边缘细小的柱状晶组成,在焊缝和母材的交界处几乎不存在焊接热影响区.     

焊接速度对异种不锈钢激光焊接接头组织与性能的影响

以1 mm厚0Cr18Ni9和1Cr17Ni2两种不锈钢激光双面焊接接头为研究对象,对不同焊接速度下接头的宏观形貌、金相组织、显微硬度和抗拉性能进行了分析。结果表明:焊接速度过小会导致焊缝表面出现飞溅和焊瘤等缺陷,提高焊接速度可改善焊缝表面质量,但熔池深度也随之减小。热影响区分为四个形状不规则的区域,以晶粒粗大的柱状晶为主;随着焊接速度增大,焊缝组织晶粒逐渐得到细化,硬度降低,接头试样的伸长率和抗拉强度均先增大后减小。焊接速度大于400 mm/min或低于250 mm/min都无法获得性能优良的焊接接头,当焊接速度为300～350 mm/min时,接头组织均匀致密,抗拉强度超过了0Cr18Ni9母材。     

激光冲击强化对不锈钢焊接接头拉伸性能的影响

利用激光冲击强化对12Cr2Ni4A不锈钢焊接接头进行处理,比较了激光冲击一次和二次前后焊接接头拉伸性能、显微硬度和表面残余应力.结果表明,12Cr2Ni4A 焊接试件经过二次激光冲击强化后,显微硬度提高了50%,抗拉强度由818.5 MPa提升至863.8 MPa,并且断裂区域由焊接热影响区转移至基体处,焊接试件的拉...     

激光焊工艺参数对马氏体不锈钢焊缝成形与组织的影响

以0Cr13Ni5Mo钢作为母材,研究激光功率、焊接速度和离焦量等激光焊工艺参数对焊缝成形与组织的影响。研究结果表明,当其中2个焊接工艺参数恒定时,熔深、熔宽和深宽比均随着激光功率的增大而明显增大,焊缝的熔深、熔宽和深宽比分别增加了约8倍、2倍、2倍;焊缝的熔深和熔宽随着焊接速度的增大而降低;熔深和深宽比均随着离焦量的适当降低而增加。随着激光功率的增大,焊缝的板条马氏体变得粗大。