6mm不锈钢（304）光纤激光焊接工艺的研究

发布时间：2017-03-22 10:12

  本文关键词：6mm不锈钢（304）光纤激光焊接工艺的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 激光焊接中,因为激光的能量密度很高,能够形成深宽比较大的焊缝,并且焊缝热影响区小,焊缝美观等优点,在焊接领域得到了越来越广泛的应用。近几年来,随着大功率光纤激光器技术的不断成熟和产业化,使得以CO_2激光器为主导大功率激光器市场遭受到严峻的冲击和挑战。一时间各种各样的大功率光纤激光加工设备纷纷闯入人们的视眼,以光纤激光作为激光源的激光焊接技术逐渐成为人们研究的热点。 304不锈钢(0cr19Ni9)是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢,具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性。本文主要从光纤激光拼焊入手,采用正交实验方法对6mm不锈钢(304)进行了焊接实验,研究了工艺参数(包括激光功率、焊接速度和离焦量)变化对304不锈钢(0cr19Ni9)焊接结果的影响,结合激光深熔焊原理对实验结果进行了理论分析,并对焊接试件进行了拉伸试验,检测了焊接试件的拉伸性能,最终找出了6mm不锈钢(304)激光焊接的最佳工艺参数。 实验结果表明,用氦氩混合气体(1:1)作为保护气体,在光纤激光功率4000W,焊接速度35mm/s,焦点位置在工件表面下3mm处时,即使两块6mm厚不锈钢板(304)之间有0.3mm间隙,仍可获得满意的焊接效果。焊缝的拉伸强度与母材接近。 与此同时,本文还研究了一种新型的激光焊接设备——机器人激光焊接系统。该系统主要利用机器人的空间运动优势和光纤激光柔性传输的特点来实现复杂空间零件的三维焊接。本文对于该系统的控制系统做了详细的研究,其主要内容如下: (1)机器人激光焊接系统硬件系统的研究与设计。研究ABB4400工业机器人、IPG4000W光纤激光器、PRECITEC YW50焊接头等关键部件的结构、控制原理,分别对系统展开了冷却系统设计、气路系统设计,并提出在SIEMENS S7-300基础上,开发机器人激光焊接系统的中央控制单元。 (2)机器人激光焊接系统软件系统的研究与开发。通过分析该系统预期所达到的功能,在WINOOWS操作系统下采用面向对象的设计方法对系统的主控模块进行程序设计,并在WINCC FLEXIBLE平台上开发出了该系统的监控终端,实现了该系统的基本控制功能。
【关键词】：光纤激光 机器人 304不锈钢 深熔焊 工艺参数
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TG456.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 引言10-13
• 1.1.1 激光加工概况10-11
• 1.1.2 激光焊接技术的特点11-13
• 1.2 激光焊接技术在汽车工业中的应用13-16
• 1.2.1 激光焊在汽车车身制造方面的应用14-15
• 1.2.2 激光焊在汽车零部件上的应用15-16
• 1.3 激光焊接技术的研究现状与进展16-18
• 1.3.1 国外概况16
• 1.3.2 国内概况16-17
• 1.3.3 发展趋势17-18
• 1.4 课题的研究背景和意义18-19
• 1.5 本文的主要研究内容及结构安排19-21
• 1.5.1 本文的主要研究内容19
• 1.5.2 本文的结构安排19-20
• 1.5.3 本课题的基金资助20-21
• 第二章 激光焊接的理论研究21-31
• 2.1 激光焊接的原理21
• 2.2 激光焊接过程中的热分析21-26
• 2.2.1 激光焊接时材料的无损加热21-24
• 2.2.2 激光焊接时材料的熔化及汽化24-26
• 2.2.3 激光作用终止，，熔化金属凝固26
• 2.3 激光深熔焊接的主要参数26-29
• 2.4 激光深熔焊特征及优、缺点29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 机器人激光焊接系统的组成31-50
• 3.1 机器人激光焊接系统的简介31-32
• 3.2 机器人激光焊接系统的组成32-49
• 3.2.1 高功率光纤激光器系统32-41
• 3.2.2 ABB IRB4400机器人系统41-48
• 3.2.3 YW50激光焊接头系统48-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第四章 机器人激光焊接系统控制平台的构建50-68
• 4.1 机器人激光焊接系统的要求50-51
• 4.2 控制系统结构设计51-67
• 4.2.1 气路系统设计52-54
• 4.2.2 水冷系统设计54-55
• 4.2.3 激光器控制程序设计55-56
• 4.2.4 系统程序设计56-64
• 4.2.5 人机界面设计64-66
• 4.2.6 系统的组装66-67
• 4.3 本章小结67-68
• 第五章 激光焊接实验方法及结果68-81
• 5.1 激光焊接设备及条件68-69
• 5.2 试验的材料及尺寸规格69-70
• 5.3 激光焊接工艺参数的选择70-71
• 5.4 试验设计71-72
• 5.5 试验方案72-73
• 5.6 试验结果73-77
• 5.8 结果分析77-80
• 5.9 试验结论80-81
• 第六章 总结与展望81-83
• 6.1 总结81-82
• 6.2 展望82-83
• 硕士期间发表的论文83-84
• 参考文献84-86
• 致谢86

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 余世航;陈岱民;;YAG激光焊接不锈钢薄板焊接工艺参数优化[J];长春大学学报;2013年02期

2 林少丹;;工业机器人自动磨抛系统控制程序的研究[J];龙岩学院学报;2013年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张磊;不锈钢焊接件激光冲击波强化抗气蚀工艺及机理研究[D];江苏大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 陈勰;汽车白车身激光焊接质量影响因素研究[D];湖南大学;2011年

2 汤超;不锈钢车体激光焊接工艺研究[D];华中科技大学;2012年

  本文关键词：6mm不锈钢（304）光纤激光焊接工艺的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：261320