GH3128-06Cr19Ni10異種材料激光焊接特性研究.pdf

1、本文針對某飛行器加力燃燒室水冷壁結構件,開展高溫合金/不銹鋼異種材料T型接頭激光穿透焊相關工藝的研究。進行了GH3128/06Cr19Ni10異種材料T型接頭激光穿透焊工藝試驗,總結了激光焊接參數(shù)對焊縫成形和焊接缺陷的影響規(guī)律,由此提出了優(yōu)化工藝區(qū)間,同時還分析了焊接裂紋的形成原因;針對此種接頭形式,建立了焊接結構的有限元模型,利用數(shù)值模擬的方式,從應力方面解釋了焊接裂紋的形成原因,并對結構不同焊接參數(shù)條件下的焊后殘余應力場進行了對比分

2、析。
　　進行了焊接工藝實驗,通過對比連續(xù)激光焊接和脈沖激光焊接的焊縫成形情況,確定連續(xù)激光更適合該結構的焊接,并進一步對連續(xù)激光焊接參數(shù)對焊縫熔深、熔寬、結合面寬度的影響規(guī)律進行了研究,綜合考慮焊縫成形、缺陷等情況,確定該結構的最佳焊接工藝區(qū)間很窄,激光功率最好在1000W附近,焊接速度在1.2～2.0m/min之間。
　　裂紋是此類接頭的主要工藝缺陷,根據產生位置和線能量的不同,裂紋主要分為焊縫區(qū)裂紋、熱影響區(qū)裂紋和熔合

3、線附近的裂紋。焊縫區(qū)裂紋和熔合線附近的裂紋都是在結晶時形成,由枝晶間液態(tài)金屬不足導致;而熱影響區(qū)裂紋是由晶界液化導致。通過優(yōu)化焊接工藝、保證激光對中可降低裂紋的產生概率。
　　應用Marc軟件建立了GH3128/06Cr19Ni10異種材料T型接頭激光穿透焊接的有限元模型,采用圓柱熱源+雙橢球熱源的復合熱源模型,對焊接過程進行了熱模擬。分析了焊縫各區(qū)域的應力變化和殘余應力場情況,發(fā)現(xiàn)冷卻過程中,在結合面附近的熱影響區(qū)存在很大的拉應