以6.5 mm厚的高強鋼板為試驗材料,針對高強鋼焊接應力和變形問題進行了激光-電弧復合焊接試驗。采用鉆孔法測試焊接件不同位置點的焊接應力情況,并用靜態(tài)測距法和數碼相機測量法測量其收縮變形與角變形。研究結果表明,溫度差值是決定焊接應力大小的主要原因,焊接應力、收縮變形量和角變形量均隨著激光功率的增大而增大,均隨著焊接電流的增大而減小,但焊接應力卻隨著焊接速度的增大而增大,收縮變形量和角變形量均隨焊接速度的增加而減小,但減小的幅度不大。焊接速度對焊接應力的影響最大,而激光功率對其影響最小,焊接過程中應嚴格控制焊接速度。采用最佳工藝參數焊接的焊接件,無論是沿焊縫方向還是垂直焊縫方向的縱向應力和橫向應力分布均呈現明顯的規(guī)律性。 

【文章來源】：吉林大學學報(工學版). 2020,50(03)北大核心EICSCD

【文章頁數】：12 頁

【部分圖文】：

焊接應力測試點位置

焊縫形貌簡圖

圖5為不同激光功率時的應變量和激光功率對焊接應力的影響。從圖中看到，焊接應力隨激光功率的增加而增加。激光具有較強的聚焦能力，使得能量比較集中，雖然作用于焊縫的面積較小，但其能夠使焊縫較窄的區(qū)域受極高的熱量，而焊縫周圍的母材區(qū)受熱較小，冷卻時，焊縫區(qū)溫度比母材溫度高，由式（1）可知，在焊縫中產生較大應力；兩區(qū)域冷卻時溫度相差越大，產生的應力越大。當激光功率增大時，激光能量急劇增加，較窄的焊縫受熱區(qū)也隨之增大，以熱傳導方式傳遞給母材，因而激光功率增加對母材的受熱影響相較焊縫受熱影響小，焊縫區(qū)與母材區(qū)的溫差增大，產生的應力增大。激光-電弧復合焊接過程中，由于激光的加入，在工件表面產生大量的光致等離子體，等離子體濃度增加，降低了引弧電阻，為電弧提供了一個非常穩(wěn)定的陽極斑點，能夠引導電弧的弧柱，導致電弧偏向激光作用的小孔處；同時激光作用產生的大量金屬蒸氣電離變成自由電子進入電弧，使電弧的電阻率降低，根據最小電壓原理，電弧自動收縮，電弧能量更加集中[18]。增大激光功率，激光對電弧的吸引作用和收縮作用增強，電弧能量更集中，復合熱源作用于焊縫區(qū)越窄，對母材的受熱影響越小，導致焊縫區(qū)與母材區(qū)冷卻時溫差進一步擴大，產生的焊接應力也增大。圖4 變形場云圖

【參考文獻】：
期刊論文
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