激光輔助活性TIG焊接法研究.pdf

1、近年來，高效節(jié)能的新型焊接方法成為國際焊接領(lǐng)域研究的熱門課題之一。目前對活性焊接方法的研究表明，對于碳鋼、不銹鋼等鋼材而言，活性元素氧可改變鋼材熔池表面張力溫度系數(shù)，從而使熔深增加。通過改變活性元素的引入方式，本文提出一種新的活性焊接法——激光輔助活性TIG焊，即LA-TIG焊(Laser assisted Activating TIG Welding)。該方法采用輔助激光在焊件表面制造一道很薄的氧化層取代活性劑的涂敷，然后進(jìn)行TIG焊

2、，同樣可使焊縫熔深顯著增加。 以SUS304奧氏體不銹鋼(0Cr18Ni9)和Q235低碳鋼作為對象，研究了主要工藝參數(shù)對激光輔助活性TIG焊焊縫熔深和熔寬的影響，并對不銹鋼熔深增加機(jī)理進(jìn)行了分析。通過金相組織觀察分析了氧化層對LA-TIG焊縫顯微組織的影響，并通過力學(xué)性能等測試分析了LA-TIG焊縫的低溫沖擊韌性、抗腐蝕性能和硬度的變化。通過對焊縫進(jìn)行化學(xué)成分分析，對比研究了傳統(tǒng)TIG焊與LA-TIG焊縫化學(xué)成分的變化，從而進(jìn)

3、一步說明氧化層對LA-TIG焊焊縫性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，LA-TIG焊縫各項(xiàng)性能和化學(xué)成分與傳統(tǒng)TIG焊很接近，可見，氧化層對焊縫組織和性能的影響不大。 在熔深增加機(jī)理方面，首先通過對電弧形態(tài)和焊接電壓的分析，研究了電弧收縮對熔深增加的影響，其次，通過XPs測試研究了氧化層中的氧化物對表面張力的影響機(jī)理，并通過SEM和EDS分析研究了氧在焊縫熔池中的含量分布情況。通過計算氧化層中的含氧量，確定了氧含量與焊縫熔深的關(guān)系。結(jié)果表

4、明，電弧收縮不是熔深增加的主要原因，氧作為活性元素可改變鋼材熔池表面張力溫度系數(shù)是焊縫熔深增加的主要機(jī)理。同時，氧在焊縫中的含量較低，主要存在于焊縫表面，進(jìn)一步說明，氧化層對焊縫性能的影響很小。 LA-TIG焊所使用的活性劑中氧是以化合物的形式存在，氧對熔深的作用會受到其它元素的干擾。由于在LA-TIG焊接方法中只使用了活性元素氧，所以可以更好的研究氧對熔深的影響。并且這種焊接方法也可以應(yīng)用于自動化生產(chǎn)中，提高焊接生產(chǎn)效率，對于