厚板窄间隙激光焊接过程稳定性与组织性能不均匀性研究

发布时间：2024-02-26 19:01

　　厚板焊接是轨道交通、船舶海洋及航空航天等领域高服役性能大型装备制造过程中的关键技术,其焊接质量直接决定了装备的服役性能和寿命。传统电弧焊接方法由于坡口面积大、焊接速度慢、单道焊缝熔深浅导致其存在焊接效率低、线能量高、变形及残余应力大等问题,难以满足越来越严苛的制造与服役要求。激光焊接技术由于在效率及质量等方面具有独特优势,成为了近年来厚板焊接领域的重要研究方向之一。本文面向轨道交通、船舶海洋及航空航天等行业大型装备焊接制造的实际需求,以20mm厚低合金高强钢对接接头和T型接头为主要研究对象,将激光自熔打底焊接技术与窄间隙激光-电弧复合焊接技术相结合,开展厚板焊接工艺、成形、组织、应力及性能等方面的系列研究,为激光焊接技术在厚板焊接领域中的推广应用提供理论基础和工程经验。全文主要结论如下:(1)通过窄间隙条件下的激光自熔打底焊接工艺研究发现,坡口间隙会对金属蒸汽动态行为和打底焊缝成形产生重要影响,在合适的间隙条件下,焊接工艺与钝边厚度的良好匹配是获得良好焊缝成形的必要条件,在此基础上,提出了厚板窄间隙激光自熔打底焊接的工艺窗口。(2)通过窄间隙激光-电弧复合焊接工艺研究发现,激光功率、焊...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-112mm厚304不锈钢激光自熔焊接焊缝表面与横截面宏观形貌：（a）上表面；（b）下表面

中科技大学博士学位论外在厚板激光自熔焊接方面开展了大量的研究：的陈根余等人[33]利用最大输出功率为10kW的光纤激光器和保护气体类型等工艺条件对焊缝成形的影响规律，结果熔深具有显著影响，合适的焊接速度下可以获得上下表面体的选择会直接影响焊接过程稳定性和焊....

图1-2不同厚度S355钢激光自熔焊接工艺参数与成形的关系及显微硬度分布

1-2不同厚度S355钢激光自熔焊接工艺参数与成形的关系及显微硬度分布[elationshipbetweenparametersandappearancesandhardnessdistributionoflaserwsteelwithdiffere....

图1-3激光自熔焊接焊缝熔深与激光功率的关系

厚度S355钢激光自熔焊接工艺参数与成形的关系及显微betweenparametersandappearancesandhardnessdistributiosteelwithdifferentthickness[34]研究中心的Banas[35]对厚板....

图1-4厚板激光焊接易形成的缺陷：（a）匙孔不稳定[37]

激光与金属的相互作用更为强烈，形成的金属蒸了匙孔的不稳定性并扰动熔池，影响焊接过程稳定性，导致气光中心焊接研究所的Goussain等人[38]进行10~35mm低碳钢、金等不同材料的激光焊接工艺研究，结果表明，气孔缺陷是厚主要问题，且焊缝中形成气孔的倾向随着板厚的增加....

本文编号：3911712