301L不銹鋼窄間隙激光填絲焊與激光-MAG復合焊技術研究.pdf

1、奧氏體不銹鋼材料以其優(yōu)良的耐腐蝕性、塑性和可焊性，被廣泛應用于地鐵不銹鋼車體的制造中。本文以下一代地鐵用8mm厚SUS301L-MT不銹鋼為研究對象，開展了激光-MAG復合焊和窄間隙激光填絲焊工藝特性及接頭性能研究，通過對焊絲熔入行為、電弧熔滴特性、焊接工藝特性、接頭微觀組織和綜合力學性能的分析、比較，結合EBSD技術探索焊接接頭微觀成形機制，為進一步指導推廣激光-MAG復合焊和窄間隙激光填絲焊技術的工程應用提供了實驗基礎和理論依據。<

2、br>　　本文利用高速攝像技術研究了激光填絲焊的焊絲熔入行為以及激光熱源對熔池的影響規(guī)律，分析了激光電弧的耦合機制，結果表明:光絲間距、焊接速度、送絲速度、激光功率和離焦量幾個主要工藝參數，對熔滴過渡以及焊縫成形有著重要的影響，只有這些參數在一定范圍內合理匹配才能獲得良好成形的焊接接頭。與激光填絲焊相比，激光-MAG復合焊的熔滴過渡穩(wěn)定性以及焊縫成形較差，但是工藝參數可控范圍更寬。
　　分析比較了301L不銹鋼激光-MAG復合焊和

3、窄間隙激光填絲焊的接頭顯微組織以及焊接熱循環(huán)過程，結果表明:復合焊與填絲焊接頭的微觀組織類似，焊縫區(qū)均為奧氏體柱狀晶與樹枝狀鐵素體，熱影響區(qū)和母材為奧氏體和形變馬氏體;填絲焊的焊接熱循環(huán)峰值溫度低，冷卻速度快，因此過冷度大，實際結晶溫度低，晶粒更小。
　　比較了301L不銹鋼激光-MAG復合焊和窄間隙激光填絲焊接頭的綜合力學性能，并繪制了縱向殘余應力云圖，結果表明:填絲焊、復合焊拉伸試樣均斷于焊縫，斷裂機制為韌窩斷裂;填絲焊接頭的

4、屈服強度為576MPa，抗拉強度為824MPa，斷后延伸率為27.9％，均高于復合焊;填絲焊接頭的硬度大于復合焊，接頭軟化區(qū)范圍窄;兩種焊接方法的縱向殘余應力分布類似，均在焊縫及熔合線附近出現“應力凹陷”，復合焊的縱向殘余應力峰值為600MPa，高于填絲焊的304MPa。
　　基于EBSD技術，通過分析焊接接頭的熔池凝固結晶取向特征、晶粒形貌以及晶粒尺寸，從材料微觀結構角度解釋了激光-MAG復合焊與窄間隙激光填絲焊接頭性能的差異，