不鏽鋼材作為(wéi)一種新型材(cái)料,憑(píng)借自身具有耐腐蝕性、成型性等特點,在航空航天、汽車配件等領域得到了廣泛應用。而激光焊接在不鏽(xiù)鋼(gāng)中的應用占(zhàn)據十分(fèn)重要的位置,特別是汽車行業,車身全部采用焊接(jiē)方式連接。但是,受到諸(zhū)多因素的影響,不鏽鋼板焊接存在變形問題、且控製難(nán)度較大、不利於相關領域可持續發展。因此,加強對不鏽鋼板激光(guāng)焊接變形的研究具有重要意義。
1激光焊接(jiē)概述
激光焊接主要是指利用激光能(néng)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),激光照射到(dào)被焊接材料表麵,與其產生作用,一部分被反射(shè)、餘下的被吸收,進入材料內部,完成焊(hàn)接目標。簡而言之,激光焊接的(de)過(guò)程是使用經光學係(xì)統聚焦後具有的高功率激光束,照射到被(bèi)焊材料表麵,然後充分(fèn)利用材料對光能吸收來進行加熱等處理袁(yuán)最後經過冷卻形成焊接接頭的一種(zhǒng)融化焊接過程。通常情況下,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及影響焊接變形的(de)主要因素
影響焊接變(biàn)形(xíng)的主(zhǔ)要因素(sù)有焊接電流(liú)、脈寬及(jí)頻率遙。焊接電(diàn)流增加,焊縫寬度也(yě)隨之增加,逐漸(jiàn)出現飛濺等現象,導致焊(hàn)縫表麵出現氧化變(biàn)形情況(kuàng),並(bìng)伴有(yǒu)粗糙感;脈衝寬度增加,使得焊接接頭強度增(zēng)加(jiā),當脈衝寬度達到一定程(chéng)度時,材料表麵的熱傳導(dǎo)能量消耗也隨之增加,蒸發使得液體從熔池中濺出,導致焊點截麵積(jī)變小,影響接頭(tóu)強度;焊接頻率(lǜ)對不鏽鋼板焊接變(biàn)形(xíng)的(de)影響與鋼板厚度等方麵息息相關,如針對0.5mm不鏽(xiù)鋼板來看,當頻率達到2Hz時,焊縫重疊率較高;而當頻率達到5Hz時,焊縫灼燒(shāo)嚴重,熱影響區範圍(wéi)較廣,產生變形情況。由此可見,加強對焊接變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(wéi)了減少激光焊接(jiē)變形問題,提(tí)高不鏽鋼板焊接(jiē)質量,可以從優化(huà)焊接(jiē)工藝參數入手,具體操作方法如下:
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(guò)正交(jiāo)表分析和安排多因素試驗的數理統計方法。其能夠利(lì)用較(jiào)少的試驗獲取有效的結(jié)果,並推(tuī)斷出最佳實施方案。同時,還能夠進行深入分析,獲取更多相(xiàng)關信息,為具體工作提供依據。一般選擇焊(hàn)接電流、脈(mò)衝寬度及激光頻率(lǜ)等作為重點考察(chá)對象,將(jiāng)焊接變形(xíng)視為指標,將其控製在最小值,並堅持合理原則,將因素水平控製(zhì)在適當範圍內。如(rú)對於(yú)厚度為0.5mm的不鏽鋼板,電流(liú)可以控製在80~96I/A之間(jiān);頻率為2~5f/Hz之間等。
3.2正(zhèng)交(jiāo)表(biǎo)的選擇
通常情況下(xià),試驗因素水平數應與正交表(biǎo)中的水平數相一致,因素個(gè)數應小於正交表中的列數,合理設計正交表能(néng)夠為後續研究工作提供相應支持和幫助。
3.3試驗結果極差分析
通過對厚度為0.5mm不鏽鋼板試驗結果來看,每列極差(chà)均不(bú)相等,證明各要素不同水(shuǐ)平具有特殊性,產生的影響也不盡相(xiàng)同,對(duì)激光(guāng)焊接(jiē)變形影響(xiǎng)依次為電流、脈寬及頻(pín)率,綜合各項因素,激光最佳焊接(jiē)工藝參數應將電流(liú)控製85A,脈寬為7ms,頻率為3Hz,將焊(hàn)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。
對於不鏽鋼板厚度為0.8mm的不鏽鋼板,在滿足焊縫(féng)抗(kàng)拉強度基礎上確保變形最小時,應將電流、脈寬及頻率等參數分(fèn)別控製在124A、8ms、4Hz。而厚度為1mm的不鏽鋼板分別為160A、11MS、5Hz。在激光焊接過(guò)程中(zhōng),焊接人員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(néng)夠避免鋼板(bǎn)變形,滿(mǎn)足生產需求。隨著科學技術快速發展,控製焊接變形技術也隨之發展,如有限元模擬在焊接變形控製中的應用等,通過借助焊接溫度及應力(lì)避免焊接變形問(wèn)題,提升(shēng)不(bú)鏽鋼板應力均衡性,在避免鋼板焊(hàn)接變形的同(tóng)時,還能夠提高焊接質量,從而促進相關領域健康發展。
4結論
根據上文所述,激(jī)光焊接工藝作為(wéi)一種有效焊接(jiē)技術(shù),在提高焊接質量等方麵發揮著積極作用。但是,受到激光電流等因(yīn)素的影響,不鏽鋼板激(jī)光焊接存在變形等問題。對此,焊(hàn)接人員可以采取正交實驗(yàn)法獲取不同厚度鋼板最佳工藝(yì)參數,結合參數進行焊接工作,不斷提高焊接質量,從而(ér)最大限度避免鋼板變形情況的發生。
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