不銹鋼板激光焊接變形的研究.pdf

1、本文采用Nd(∶)YAG脈沖激光器焊接不同厚度的不銹鋼板，研究了焊接電流、脈沖寬度和激光頻率對焊接變形、抗拉強度和焊縫形貌的影響，通過正交試驗對焊接工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，最后通過有限元Ansys軟件對焊接過程的溫度場、應(yīng)力場、角變形進行模擬計算。
　　 激光焊接試驗表明，在其他參數(shù)不變的條件下，隨著焊接電流（亦即激光功率）的增大，焊接變形增大;脈沖寬度因影響著激光焊接的熱輸入量使其存在一個最佳值使焊接變形最小;激光頻率也存在最佳值

2、使焊接變形最小，其原因是該參數(shù)影響著焊縫搭接率和單位時間內(nèi)的熱輸入量。
　　 利用正交試驗的極差分析對不同厚度的不銹鋼板試樣焊接變形進行分析可得:焊接電流是影響激光焊接變形的最主要因素，其次是脈沖寬度，最后是激光頻率;在保證焊縫強度的前提下以減小焊接變形為目標確定了0.5 mm、0.8mm和1mm不銹鋼板的激光焊接最佳工藝參數(shù)，即0.5 mm、0.8 mm、1 mm不銹鋼板激光焊接最優(yōu)工藝參數(shù){I，τ，f}分別為{85A，7 m

3、s，3.5 Hz}、{124A，8 ms，3.5 Hz}、{160A，11 ms，3.5 Hz}。
　　 有限元Ansys軟件模擬計算可得，激光焊接不銹鋼板的瞬時溫度場比較穩(wěn)定，焊接熱源中心溫度最高，遠離焊縫中心處溫度逐漸降低，等溫線近似呈橢圓形，焊接熱源前面的等溫線密集，溫度梯度較大，在焊接熱源后面的等溫線稀疏，溫度梯度較小;焊接過程中熱源作用中心處的金屬受熱熔化，熔化金屬體積的膨脹受到遠離焊接熱源周圍的溫度較低的金屬拘束作用