高氮奧氏體不銹鋼光纖激光焊接工藝試驗(yàn)研究.pdf

1、激光焊能量密度高，焊接速度快，焊縫深寬比大、熱影響區(qū)窄、焊接熱變形小，且無需真空。光纖激光焊接更是具有柔性化的光纖傳輸優(yōu)勢，正成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。高氮鋼利用氮元素替代鎳，在室溫甚至低溫下獲得單相奧氏體組織，具有高強(qiáng)、高韌、高耐蝕性的特點(diǎn)。針對(duì)高氮鋼在普通熔焊過程中易產(chǎn)生的氮損失等焊接問題，本文對(duì)12mm厚的高氮奧氏體不銹鋼進(jìn)行了光纖激光焊接工藝試驗(yàn)的研究，成果如下:
　　探究了影響高氮鋼焊接質(zhì)量的主要工藝參數(shù)，發(fā)現(xiàn)激光功率是最主

2、要的影響因素，決定了焊縫的熔透狀態(tài);其次是焊接速度，當(dāng)焊接速度過快時(shí)，焊縫表面產(chǎn)生焊瘤缺陷，且內(nèi)部氣孔嚴(yán)重;離焦量是第三大影響因素，直接決定了熱影響區(qū)的寬窄;最后是保護(hù)氣的種類，當(dāng)使用N2保護(hù)時(shí)，焊接表面魚鱗紋形貌明顯，焊縫內(nèi)部氣孔有所改善。通過單因素控制變量的試驗(yàn)方法，總結(jié)出最佳焊接工藝參數(shù):激光功率8kW，離焦量+2mm，焊接速度0.84m/min，保護(hù)氣為20L/min的N2。此時(shí)焊縫氮含量高達(dá)0.556％，約達(dá)母材的90％;在此

3、基礎(chǔ)上，適當(dāng)進(jìn)行激光束的傾斜，能更進(jìn)一步增加焊縫中的氮含量，使氮含量增加至0.564％，但增加量微小。
　　根據(jù)激光深熔焊的機(jī)理，探究了高氮鋼厚板光纖激光焊接過程中的氣孔問題，分析了其產(chǎn)生機(jī)理、模型特征以及影響因素，在保證小孔熔透的前提下，選擇較小的激光功率與焊接速度，改變激光束的傾角，前傾10°～30°，選擇N2保護(hù)，能有效減少焊縫內(nèi)部氣孔。
　　對(duì)最佳工藝參數(shù)下的焊接接頭組織與性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明高氮鋼光纖激光焊焊縫組