不鏽鋼材作為一種新型材料,憑借自(zì)身具有耐腐(fǔ)蝕性、成(chéng)型性等特點,在航空航天、汽車配件等領域得到了廣泛應(yīng)用。而激(jī)光焊接在不鏽鋼中的應用占據十分重要的位置,特別是汽車行業,車身全部(bù)采(cǎi)用焊接方式連接。但是,受(shòu)到諸多因素的(de)影響,不鏽鋼板焊(hàn)接存在變形問題、且控製難度較大、不利於相關領域可持續發展。因此,加強對不(bú)鏽鋼板激光焊接變形的研究具有重要意義。
1激光焊接概述
激光(guāng)焊接主要是指利用(yòng)激光能作為熱源融化並連接工件的一種焊接方法。激光焊接過程中,激光照射(shè)到被焊接材料表麵,與其產生作用,一部分被反射、餘下(xià)的被吸收,進(jìn)入材料內部,完成焊(hàn)接目(mù)標。簡而言之,激光焊接的過程是使用經光學係統聚焦(jiāo)後具有的高功率激光束,照射到被焊材料表麵,然後充分利用材料對光能吸(xī)收來進行(háng)加熱等處理袁最後經過(guò)冷卻形成焊接(jiē)接頭的一種融化焊接過程(chéng)。通常情況下,激光焊接主要分(fèn)為熱導焊與深熔焊兩類。
2焊接變形產生的危害及影響焊接變形的主要因(yīn)素
影響焊接變形的主要因素有焊接電流、脈寬及頻率遙。焊接電流增加,焊縫寬度(dù)也(yě)隨之增加,逐(zhú)漸出現飛濺等現象(xiàng),導致焊縫表麵出現(xiàn)氧化變形情況,並伴有粗糙感;脈衝寬度增加,使得(dé)焊接接頭(tóu)強度增加,當脈衝寬度達到一定程度時,材料表麵的熱傳導能(néng)量(liàng)消耗也隨之增(zēng)加(jiā),蒸發使得液體從熔池中濺出,導致焊點截麵積變小(xiǎo),影響接頭(tóu)強度;焊接(jiē)頻率對不鏽鋼板焊接變形的影響與(yǔ)鋼板厚度等方麵(miàn)息息相關,如針對(duì)0.5mm不(bú)鏽鋼板來看,當頻率(lǜ)達到2Hz時(shí),焊縫重疊率較高;而當頻率達到5Hz時,焊縫灼燒嚴(yán)重,熱影響區範圍較廣,產(chǎn)生變形情況(kuàng)。由此可(kě)見,加強對焊接變形的有效控製勢在(zài)必行。
3避免激光焊接變形的有效對策
為了減少激光焊接變形問題,提高不鏽(xiù)鋼板焊接質量(liàng),可以從(cóng)優化焊接工藝參數入手,具體操作(zuò)方法如(rú)下:
3.1積(jī)極引進正交實驗法
正交實驗法主(zhǔ)要是指一種通過正交表分(fèn)析和安排多因(yīn)素試驗的數(shù)理統計方法。其能夠利用較少的試驗獲取有效的結果,並推斷出最佳實施方案。同時,還(hái)能夠進行深入分析,獲取更多相關信息,為具體工作提供依據。一般選擇焊接電流、脈衝寬(kuān)度及激光頻率等作為(wéi)重點考察對象,將焊接變形視為指標,將其控製在最小值,並堅(jiān)持合理原則,將(jiāng)因素(sù)水平(píng)控製在適當範圍內。如對於厚度為0.5mm的(de)不鏽鋼板,電流可以控製在80~96I/A之間;頻率為2~5f/Hz之間等。
3.2正交表的選(xuǎn)擇
通常情況下,試驗因素水平(píng)數應與正交表中的水平數相一致,因素個數(shù)應小於正交(jiāo)表(biǎo)中的列數,合理設計正交表能夠(gòu)為後續研究工(gōng)作提供相應(yīng)支持和幫助(zhù)。
3.3試驗結果極差分析
通過(guò)對厚度為0.5mm不鏽(xiù)鋼板試驗結果來看,每列極差均不相(xiàng)等,證明(míng)各要素不同(tóng)水平具有特殊性,產生的影響也不盡相同,對激光焊接(jiē)變形影響依次為電流、脈寬及頻率,綜合各(gè)項(xiàng)因素,激光最佳焊接工藝參數應將電(diàn)流控製85A,脈寬為7ms,頻率為3Hz,將(jiāng)焊接工(gōng)藝參數控製在三個數值能夠保障厚度為0.5mm不鏽鋼板焊接變(biàn)形最小。
對於不鏽鋼板厚度為0.8mm的不鏽鋼板,在滿足焊縫抗拉強度基(jī)礎(chǔ)上確保變形最小時,應將電(diàn)流、脈寬(kuān)及頻率等參數分別控製在124A、8ms、4Hz。而(ér)厚度為1mm的不鏽鋼板分別為160A、11MS、5Hz。在激光(guāng)焊接(jiē)過程中,焊接人員(yuán)將各項參數控製在合理範圍內,不但能夠提高焊接質量和效率,且能夠避(bì)免鋼板(bǎn)變形,滿足生產需求。隨著科學技術快速發展,控製焊接(jiē)變形技術也隨之發展,如有限元模擬在焊接變形控製中的(de)應用等,通過借(jiè)助焊接溫度及(jí)應(yīng)力避免焊接變形問題(tí),提升不鏽(xiù)鋼板(bǎn)應力(lì)均衡性,在避免鋼板焊接變形的同時,還(hái)能夠提高焊接質量,從而促(cù)進相關領域健康發展。
4結論
根據上文所述,激光焊接工藝作為一種有效焊接技術,在(zài)提高焊接(jiē)質量等(děng)方麵發揮著積極作用。但是,受到激光電(diàn)流等因素的影響,不(bú)鏽鋼板激光焊接存在變形等問題。對此(cǐ),焊接人(rén)員可以采取正交實驗(yàn)法獲取不同厚度鋼板最佳工(gōng)藝參(cān)數,結合(hé)參數進行焊(hàn)接工作,不斷提高焊接質量(liàng),從而最大限度避免鋼板變形情況的發生。
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