不鏽鋼材(cái)作為一種新型材料,憑借自身具有耐腐蝕性(xìng)、成型(xíng)性等特點,在航空航天、汽車(chē)配件等領域得到了廣泛應用。而激光焊接(jiē)在不鏽鋼中的應用占據(jù)十分重要的位(wèi)置,特(tè)別(bié)是汽車行業(yè),車身全部采用焊接方式(shì)連接。但是,受到諸多因素的影(yǐng)響,不鏽鋼板焊接存(cún)在變形問題、且控製難度較大、不利(lì)於相關領域可持續(xù)發展。因此,加強對不鏽鋼板激光焊接變形(xíng)的研究具有重要意義。
1激(jī)光焊(hàn)接概(gài)述
激光焊接(jiē)主要是指利用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(zhōng),激光照(zhào)射到被焊接材料表麵,與(yǔ)其產生作(zuò)用,一部分被反射、餘下的(de)被(bèi)吸收,進入材料內部,完(wán)成焊接目標。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(guāng)束,照射到被焊材料表(biǎo)麵,然後充(chōng)分利用材料對光能吸收來(lái)進行加熱等處理(lǐ)袁最後經過冷卻形成焊接接頭的一種融化焊接過(guò)程。通常情況(kuàng)下,激光焊接主要分為熱導焊與深熔焊兩類。
2焊接變形產生的危害(hài)及影響焊接變形的主要因素
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,焊縫寬度也隨之增加,逐漸出(chū)現飛濺等現象(xiàng),導(dǎo)致焊縫表麵出現氧化變形情況,並伴有粗(cū)糙感;脈衝寬度增加,使得焊接接頭強度增加(jiā),當脈衝寬度達到一定程度時,材料表麵的(de)熱傳(chuán)導能量消(xiāo)耗也隨(suí)之增加,蒸發使得液體從熔池中濺出,導致焊點截麵積變小,影響接頭強度;焊接(jiē)頻率(lǜ)對不鏽鋼(gāng)板焊接變形的影響與鋼板厚度等方麵息息相關,如針對(duì)0.5mm不鏽鋼板來看(kàn),當頻率達到2Hz時,焊縫(féng)重疊率較高;而當頻率達到5Hz時,焊縫灼(zhuó)燒嚴(yán)重,熱影響區範圍較廣,產生變形情況。由此可見,加強對焊(hàn)接變(biàn)形的有效控製勢在必行。
3避免激光焊接變形的有效(xiào)對策
為了(le)減少激光焊接變形問題,提高不鏽鋼板焊接質量,可以從優(yōu)化焊接工藝參數入手,具體操作方法如下:
3.1積極引進正交實驗法
正交(jiāo)實驗法主要是指一種通過正交表分析和安排多因素試驗的數理統計方法。其能夠(gòu)利用較少的試驗獲取有效的結果,並推斷出最佳實施方(fāng)案。同時,還能夠進行深入(rù)分析,獲取更多相關信息,為具體工(gōng)作提供依據。一般(bān)選擇焊(hàn)接電流、脈衝寬度(dù)及激光頻率等作(zuò)為重點考察對象(xiàng),將焊接變形視為指標,將其控(kòng)製在最小值,並堅持合理原則,將因素水(shuǐ)平控(kòng)製在適(shì)當範(fàn)圍內。如對於厚度為0.5mm的不鏽鋼板,電流可以控製在80~96I/A之間;頻率為(wéi)2~5f/Hz之間等(děng)。
3.2正交(jiāo)表的選擇
通常情況下,試驗因素水(shuǐ)平數(shù)應(yīng)與正交表中的水平數相一致,因素個數應小於正交表中的列數,合理設計(jì)正交表能夠為後續研究工作提供相應支持和幫助。
3.3試驗結果極差分(fèn)析(xī)
通過對厚度為0.5mm不鏽(xiù)鋼板試驗結果來看,每列(liè)極差均不相等,證明各要素不同水平具有特殊性,產生的影響也不盡相同,對激光焊接變形影響依(yī)次為電流、脈寬及頻(pín)率,綜合各項因素(sù),激光最佳焊接工(gōng)藝(yì)參(cān)數應將電流控製85A,脈寬(kuān)為7ms,頻(pín)率為3Hz,將焊接工藝參數控製在三個數值能夠保障厚度(dù)為0.5mm不鏽鋼板焊接變形最小(xiǎo)。
對於不鏽鋼板(bǎn)厚度為0.8mm的不鏽鋼板,在滿足焊縫抗拉強度基礎上確(què)保變形最小時,應將(jiāng)電流、脈寬及頻率等參數分別控製在124A、8ms、4Hz。而厚度為1mm的不鏽(xiù)鋼(gāng)板分(fèn)別為160A、11MS、5Hz。在激光焊接過程中,焊接人員將各項參數控製在合理範圍內,不但能夠(gòu)提高焊(hàn)接質(zhì)量(liàng)和效率,且能夠避(bì)免鋼(gāng)板(bǎn)變形,滿足生產需求。隨(suí)著科學(xué)技術快速發展,控製焊接(jiē)變形技術也隨之發(fā)展,如有限元(yuán)模擬在焊接變形控製中的應用等,通過(guò)借(jiè)助焊接溫度及應力避(bì)免焊接(jiē)變形問題,提升不鏽鋼板應力(lì)均(jun1)衡性(xìng),在避免鋼板焊接變形的(de)同時,還能夠提高焊接質量,從而促進相關(guān)領域健康發展。
4結論
根據(jù)上文所述,激光焊接工(gōng)藝作為一(yī)種有效焊接技術(shù),在提高焊接(jiē)質量等方麵發揮著積極作用。但是(shì),受到激光電流等因素的影響,不鏽(xiù)鋼板激(jī)光焊接存在變(biàn)形等問題。對此,焊接人員可以采取正交實驗法獲取不同厚(hòu)度鋼板最佳工藝參數,結合參數進行(háng)焊接工作,不斷提高焊接質量,從而最大限度避免鋼板變形情況的發生。
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