本文關(guān)鍵詞：不同焊接工況對(duì)激光焊接接頭組織影響的研究

  更多相關(guān)文章： 光纖激光焊接 激光-電弧復(fù)合焊接 振動(dòng)激光焊接 冷卻速度 接頭間隙 組織分析 拉伸試驗(yàn) 硬度分析

【摘要】：激光焊接具有熔深大、工藝穩(wěn)定性好、焊接速度快、變形小、間隙橋接能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來,該技術(shù)在發(fā)達(dá)國家受到了廣泛關(guān)注并得到了積極的研究,在汽車、石油、船舶、壓力容器等領(lǐng)域極富發(fā)展前景。本文采用低碳鋼和不銹鋼材料從基礎(chǔ)工藝、保護(hù)氣體、熱源相互作用機(jī)理、接頭微觀組織和力學(xué)性能等方面入手,對(duì)激光焊、激光-電弧復(fù)合焊和振動(dòng)激光焊接技術(shù)的工藝和機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。主要研究成果如下：采用光纖激光器進(jìn)行焊接試驗(yàn),對(duì)兩種冷卻方法(空冷和水冷)下的焊后焊縫和熱影響區(qū)的組織性能和顯微硬度進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,同樣的焊接參數(shù)下水冷后的焊縫寬度比空冷后的焊縫寬度窄。空冷和水冷后的焊縫組織都為鐵素體和珠光體,略呈魏氏組織,但空冷后焊縫晶粒較大,先共析鐵素體呈塊狀析出；水冷處理后焊縫中柱狀晶細(xì)長,片間距較窄,先共析鐵素體呈片狀,魏氏組織出現(xiàn)較少�？绽浜蟮暮缚p和熱影響區(qū)的寬度都大于水冷處理下相應(yīng)的相區(qū)的寬度。所有試樣的焊縫硬度都高于HAZ和母材,且水冷后的焊縫硬度略高于空冷條件下焊縫的硬度。使用5kW光纖激光焊和MIG焊復(fù)合,對(duì)3mm厚316不銹鋼試板進(jìn)行對(duì)接焊。研究不同間隙情況下焊縫的宏觀形貌、微觀組織和顯微硬度。首先研究了復(fù)合焊中激光與電弧前后位置對(duì)焊縫成形的影響。結(jié)果表明,電弧在前激光在后,焊縫上表面成形均勻飽滿；而激光在前電弧在后,焊縫表面不連續(xù)。然后固定激光和電弧的參數(shù),改變接頭間隙進(jìn)行激光-電弧復(fù)合焊接。結(jié)果表明,焊縫的余高和焊縫寬度隨接頭間隙的增大而減小。對(duì)接間隙小于板厚的25%時(shí),焊縫成形好且組織均勻致密。對(duì)接間隙的變化對(duì)焊縫顯微硬度影響不大,但由于陶瓷襯墊中部分雜質(zhì)參與熔池反應(yīng),在對(duì)接間隙為板厚的20%的接頭中,焊縫頂部和焊縫底部的顯微硬度有所差別。焊縫頂部顯微硬度為383.7HVo.2,焊縫底部硬度為423.5HVo.2。選用316不銹鋼作試驗(yàn)材料,利用激光與振動(dòng)相結(jié)合的焊接方法,通過改變機(jī)械振動(dòng)參數(shù)和焊接速度,對(duì)比分析了不同振動(dòng)頻率和焊接速度下焊接接頭的微觀組織形貌。結(jié)果表明,機(jī)械振動(dòng)可以細(xì)化焊后組織中形成的柱狀晶,使柱狀晶枝破碎且向不同方向生長,晶軸間與焊縫中心處的等軸晶增加。在提高焊接速度后,振動(dòng)的加入能夠細(xì)化焊縫區(qū)出現(xiàn)的粗大柱狀晶。同時(shí),振動(dòng)可以減少焊后在奧氏體基體晶界處形成的網(wǎng)狀新相和點(diǎn)狀顆粒物。試驗(yàn)還對(duì)焊接接頭進(jìn)行了顯微硬度測試,發(fā)現(xiàn)較高共振頻率下焊縫區(qū)組織硬度增加明顯。
【關(guān)鍵詞】：光纖激光焊接 激光-電弧復(fù)合焊接 振動(dòng)激光焊接 冷卻速度 接頭間隙 組織分析 拉伸試驗(yàn) 硬度分析
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 課題背景及意義12-13
• 1.2 激光焊接工藝及研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 冷卻速度對(duì)焊接質(zhì)量影響13-14
• 1.2.2 冷卻速度對(duì)焊縫質(zhì)量的影響的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 激光-電弧復(fù)合焊接15-17
• 1.3.1 激光-電弧復(fù)合焊接機(jī)理研究15-16
• 1.3.2 激光-電弧復(fù)合焊接的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 振動(dòng)激光焊接17-20
• 1.4.1 振動(dòng)焊接對(duì)焊縫質(zhì)量的影響18
• 1.4.2 振動(dòng)激光焊接的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.5 本文研究內(nèi)容20-21
• 第二章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法21-27
• 2.1 試驗(yàn)材料21-23
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備與方法23
• 2.2.1 KUKA KR60 KA六軸機(jī)器人及工作臺(tái)23
• 2.2.2 激光器23
• 2.2.3 電弧焊機(jī)23
• 2.2.4 激振器23
• 2.3 試驗(yàn)方法23-25
• 2.4 測試方法25-27
• 2.4.1 金相組織制樣與分析25-26
• 2.4.2 掃描電鏡分析26
• 2.4.3 顯微硬度測試26
• 2.4.4 拉伸試驗(yàn)26-27
• 第三章 隨焊冷卻對(duì)激光焊接組織和性能的影響27-40
• 3.1 Q235低碳鋼的激光焊接方法27-29
• 3.2 焊接接頭的形貌分析及組織分析29-37
• 3.2.1 焊接接頭形貌分析29-32
• 3.2.2 接頭熔深和熔寬的分析32-33
• 3.2.3 接頭顯微組織分析33-37
• 3.3 接頭力學(xué)性能37-40
• 3.3.1 顯微硬度測試分析37-40
• 第四章 間隙對(duì)激光-電弧復(fù)合焊接接頭成形影響的研究40-51
• 4.1 試驗(yàn)方法40-41
• 4.2 接頭成形分析41-44
• 4.3 接頭組織分析44-46
• 4.4 顯微硬度分析46-48
• 4.5 拉伸試驗(yàn)分析48-51
• 第五章 振動(dòng)對(duì)激光焊接接頭質(zhì)量的影響的研究51-62
• 5.1 試驗(yàn)方法51-52
• 5.2 振動(dòng)焊接焊縫的形貌及組織52-54
• 5.2.1 焊縫的表面形貌52
• 5.2.2 焊縫的微觀組織52-54
• 5.3 振動(dòng)對(duì)焊縫質(zhì)量的影響54-60
• 5.3.1 振動(dòng)頻率對(duì)表面形貌的影響54-55
• 5.3.2 振動(dòng)加速度對(duì)焊熔池熔寬的影響55-56
• 5.3.3 振動(dòng)頻率對(duì)焊縫組織的影響56-60
• 5.4 振動(dòng)激光焊接焊縫的力學(xué)性能60-62
• 5.4.1 顯微硬度分析60-62
• 第六章 不同工況改善激光焊接接頭質(zhì)量的機(jī)理62-74
• 6.1 冷卻條件對(duì)激光焊接的影響62-65
• 6.1.1 晶體凝固的熱力學(xué)條件62-63
• 6.1.2 晶體的形核率與冷卻速度的關(guān)系63
• 6.1.3 晶粒的長大速度與冷卻速度的關(guān)系63
• 6.1.4 晶粒大小的控制63-65
• 6.2 激光-電弧復(fù)合焊對(duì)接頭成形的影響65-70
• 6.2.1 激光-電弧復(fù)合焊的特點(diǎn)和應(yīng)用65-66
• 6.2.2 激光與電弧間距對(duì)熔深、熔寬的影響66-67
• 6.2.3 激光-電弧復(fù)合焊參數(shù)對(duì)熔透狀態(tài)的影響67-69
• 6.2.4 間隙對(duì)熔透狀態(tài)的影響69-70
• 6.3 振動(dòng)改善激光焊接接頭的機(jī)理70-74
• 6.3.1 振動(dòng)對(duì)晶粒尺寸的影響70-73
• 6.3.2 振動(dòng)對(duì)焊接缺陷的影響73-74
• 第七章 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 肖榮詩;吳世凱;;激光-電弧復(fù)合焊接的研究進(jìn)展[J];中國激光;2008年11期

，

本文編號(hào)：849259