本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)鋼厚板窄間隙激光填絲焊工藝及接頭性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要對厚板的窄間隙激光填絲焊焊接工藝進(jìn)行了試驗(yàn)研究,采用正離焦的光束模式,使激光光斑同時作用于窄間隙坡口側(cè)壁及底部,以單道多層的焊接方式實(shí)現(xiàn)厚板的有效連接。首先以厚12mm的CCS-B船用低碳鋼為試驗(yàn)材料,分別進(jìn)行了試板表面的激光填絲堆焊、窄間隙坡口內(nèi)的激光填絲焊,研究總結(jié)了激光填絲焊接中各工藝參數(shù)對焊縫成形的影響規(guī)律,并對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,將其用于更大板厚的焊接。結(jié)果表明:激光功率及離焦量對熔深貢獻(xiàn)較大,隨著激光功率的增大,熔深也隨之增加;離焦量越小,激光功率密度越高,熔深越深。此外,參數(shù)匹配的不同,將導(dǎo)致不同的焊縫表面形態(tài),主要分三種:焊縫表面向上凸起,近似于球面;表面平直,焊縫與側(cè)壁之間近似于直角;焊縫表面下凹的曲面形態(tài)。試驗(yàn)結(jié)果表明:焊縫表面下凹形態(tài)有利于在下道焊縫填充焊接時減少未熔合缺陷。采用優(yōu)化的工藝參數(shù)對30mm厚的EQ70高強(qiáng)鋼進(jìn)行窄間隙激光填絲焊試驗(yàn)研究,焊后對接頭各區(qū)域微觀組織進(jìn)行觀察分析以及力學(xué)性能的測試,結(jié)果表明:只經(jīng)歷一次熱循環(huán)作用的焊縫區(qū)組織主要為上貝氏體+一定量的針狀鐵素體以及少量的粒狀貝氏體;受二次熱循環(huán)作用的焊縫組織主要為針狀鐵素體+少量粒狀貝氏體。對焊接接頭進(jìn)行硬度及拉伸性能測試,激光自熔焊焊縫由于急冷急熱的作用,淬硬傾向大,硬度值最高。經(jīng)歷二次熱循環(huán)作用的焊縫及熱影響區(qū)硬度顯著下降,并趨于均勻化。拉伸試樣在無未熔合缺陷時均斷于母材,表明窄間隙激光填絲焊焊縫強(qiáng)度高于母材;對拉伸斷口微觀形貌進(jìn)行分析,表明氧化物是導(dǎo)致未熔合缺陷的一個重要因素。本文將厚板的窄間隙激光填絲焊與活性氣體保護(hù)電弧焊焊接方法進(jìn)行力學(xué)性能的對比分析,結(jié)果表明:活性氣體保護(hù)電弧焊接頭焊縫出現(xiàn)了不同程度的脆化與軟化現(xiàn)象,導(dǎo)致拉伸斷裂均斷裂于焊縫處;而窄間隙激光填絲焊焊縫在不出現(xiàn)未熔合缺陷的情況下均斷裂于母材處,表明焊縫強(qiáng)度高于母材。殘余應(yīng)力測試結(jié)果表明,采用窄間隙激光填絲焊接方法獲得的接頭殘余應(yīng)力峰值顯著降低,同時拉應(yīng)力區(qū)域也較小。
【關(guān)鍵詞】：厚板 窄間隙 激光填絲焊 工藝研究 接頭組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 厚板的焊接方法15-16
• 1.3 厚板激光自熔焊接技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.5 厚板窄間隙激光填絲多層焊接技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-23
• 1.6 窄間隙激光填絲焊原理、工藝特點(diǎn)及存在的問題23-24
• 1.7 本文的主要研究內(nèi)容24-26
• 第2章 試驗(yàn)設(shè)備及研究方法26-30
• 2.1 光纖激光窄間隙填絲焊接系統(tǒng)26-28
• 2.1.1 激光器26-27
• 2.1.2 焊接機(jī)器人27
• 2.1.3 試驗(yàn)裝置27-28
• 2.2 焊接接頭微觀組織與性能分析28-30
• 2.2.1 焊接接頭微觀組織觀察28
• 2.2.2 焊接接頭力學(xué)性能測試及設(shè)備28-30
• 第3章 厚板窄間隙激光填絲焊焊接工藝研究30-56
• 3.1 引言30
• 3.2 試驗(yàn)材料30-31
• 3.3 試驗(yàn)設(shè)計31
• 3.4 試板表面激光填絲堆焊焊接工藝參數(shù)優(yōu)化31-42
• 3.4.1 激光功率的影響31-34
• 3.4.2 焊接速度的影響34-36
• 3.4.3 送絲速度的影響36-39
• 3.4.4 離焦量的影響39-42
• 3.5 窄間隙坡口內(nèi)激光填絲焊焊接工藝參數(shù)優(yōu)化42-49
• 3.5.1 激光功率對焊縫成形的影響43-45
• 3.5.2 離焦量對焊縫成形的影響45-47
• 3.5.3 窄間隙激光填絲焊熔池形態(tài)及其影響因素47-49
• 3.5.4 試驗(yàn)工藝參數(shù)窗口的優(yōu)化49
• 3.6 50mm厚Q345D低合金高強(qiáng)鋼窄間隙激光填絲焊試驗(yàn)研究49-53
• 3.7 本章小結(jié)53-56
• 第4章 EQ70高強(qiáng)鋼窄間隙激光填絲焊試驗(yàn)研究56-76
• 4.1 引言56
• 4.2 試驗(yàn)材料56
• 4.3 30mm厚高強(qiáng)鋼厚板的窄間隙光纖激光填絲焊接56-59
• 4.4 高強(qiáng)鋼厚板窄間隙激光填絲焊接接頭顯微組織59-65
• 4.4.1 激光自熔焊區(qū)域微觀組織60-61
• 4.4.2 首道激光填絲焊縫微觀組織61-62
• 4.4.3 表層及受二次熱循環(huán)作用焊縫微觀組織形貌62-65
• 4.5 高強(qiáng)鋼厚板窄間隙激光填絲焊接接頭力學(xué)性能65-71
• 4.5.1 接頭顯微硬度測試與分析65-67
• 4.5.2 焊接接頭拉伸性能67-68
• 4.5.3 接頭拉伸斷口形貌68-71
• 4.6 30mm厚EQ70高強(qiáng)鋼窄間隙激光填絲焊殘余應(yīng)力測試71-75
• 4.6.1 小孔法測殘余應(yīng)力原理71-73
• 4.6.2 殘余應(yīng)力測試過程及結(jié)果分析73-75
• 4.7 本章小結(jié)75-76
• 第5章 30mm厚EQ70高強(qiáng)鋼活性氣體保護(hù)電弧焊試驗(yàn)研究76-92
• 5.1 引言76
• 5.2 高強(qiáng)鋼厚板的活性氣體保護(hù)焊試驗(yàn)研究76-79
• 5.3 高強(qiáng)鋼厚板活性氣體保護(hù)焊接頭顯微組織79-80
• 5.4 高強(qiáng)鋼厚板活性氣體保護(hù)焊接頭力學(xué)性能80-85
• 5.4.1 接頭顯微硬度測試與分析80-82
• 5.4.2 焊接接頭拉伸性能82-83
• 5.4.3 接頭拉伸斷口形貌83-85
• 5.5 30mm厚EQ70高強(qiáng)鋼厚板殘余應(yīng)力測試85-87
• 5.6 EQ70高強(qiáng)鋼MAG焊與窄間隙激光填絲焊力學(xué)性能對比87-90
• 5.6.1 焊縫硬度分布對比87-88
• 5.6.2 拉伸性能對比88
• 5.6.3 焊接殘余應(yīng)力對比88-90
• 5.7 本章小結(jié)90-92
• 結(jié)論92-94
• 參考文獻(xiàn)94-100
• 攻讀碩士期間發(fā)表或已錄用的學(xué)術(shù)論文100-102
• 致謝102-103
• 大摘要103-107

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1 王金鳳;孫喬;;激光填絲焊接超薄不銹鋼工藝研究[J];熱加工工藝;2014年03期

2 許飛;鞏水利;陳俐;楊t，

本文編號：489558