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不鏽鋼板激光焊接變形的研(yán)究
時間:2016-11-10 來源:www.hbcxblg.com

不鏽鋼材作為一種新型材料,憑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(lǐng)域得到(dào)了廣泛應用。而(ér)激光焊接在不鏽鋼中的應用占據十分重要的位置(zhì),特(tè)別是汽車行業,車身全(quán)部采用焊接方式連接。但是,受到諸多因素的影響,不鏽鋼板焊接(jiē)存在變形問題、且控製難度(dù)較大、不利於相關領域可持續發展。因此,加強對不鏽鋼板激(jī)光焊接變(biàn)形的研究(jiū)具有重要意義。

1激(jī)光焊接概述

激光焊接主要是指利用激光能作(zuò)為熱源融化(huà)並連接工件的一種(zhǒng)焊接方(fāng)法。激光焊接過程中,激光照射到被焊接材(cái)料表(biǎo)麵(miàn),與其產生作用,一部分被反射(shè)、餘下的被吸收,進入材料內(nèi)部,完(wán)成焊接目標。簡而言之,激光焊接的過程是使用(yòng)經光學係(xì)統聚焦後具(jù)有的高功率激光(guāng)束,照射到被焊材料表麵,然後充分利用材料對光能吸(xī)收來進行加熱等處理(lǐ)袁最後經過冷卻形成焊接接頭的(de)一種融(róng)化焊(hàn)接過程。通常(cháng)情況下,激(jī)光焊(hàn)接主要(yào)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(biàn)形的主要因素

影響焊接變形的主要因素有焊(hàn)接電流、脈寬及頻率遙。焊接電(diàn)流增加,焊縫寬度也隨之增加,逐漸出現飛濺等現象,導致焊縫表麵(miàn)出現氧化變形情況,並伴有粗糙感(gǎn);脈衝(chōng)寬(kuān)度增加(jiā),使得焊(hàn)接(jiē)接頭強度增加,當脈衝寬度達(dá)到一定程度時,材料表麵的熱傳(chuán)導能量消耗也隨之增加,蒸發使得液體從熔池中(zhōng)濺出,導致焊點截麵積變小,影響接頭強度;焊接頻率對不(bú)鏽鋼(gāng)板焊接變(biàn)形的影響與鋼板厚度等方麵(miàn)息息(xī)相關,如針對0.5mm不(bú)鏽鋼板來看,當頻率達到2Hz時,焊縫重疊率較高;而當頻率達到5Hz時,焊縫灼燒嚴重,熱影響區範圍較廣,產生變形情況。由此(cǐ)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對策

為了減少激光焊接變形問題,提高不鏽鋼板焊接質量,可以從優化焊接工藝參數入手,具體(tǐ)操作方法(fǎ)如下:

3.1積極引進正交實驗法

正交實驗法主要是指一種通過正交表分析和安排多因素試驗(yàn)的數理統計方法。其能夠利用較少的試驗(yàn)獲取有效的結果,並推斷(duàn)出最佳實(shí)施方案。同時(shí),還能(néng)夠進行深(shēn)入分(fèn)析,獲取更多相關信息,為具體工作(zuò)提供依據。一般選擇焊接電流、脈衝(chōng)寬度及激光頻率等作為重點考察對象,將焊(hàn)接變形視為指標,將其控製在最小值,並堅持合理原(yuán)則,將因素水平控製在適當範圍內。如(rú)對於厚度(dù)為0.5mm的不鏽鋼板,電流可以控製在80~96I/A之間;頻(pín)率為2~5f/Hz之間等。

3.2正交表的選擇

通常情況下,試驗(yàn)因(yīn)素水平數應與正交表中的水(shuǐ)平數相一致,因素(sù)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(xiàng)應支持和幫助。

3.3試驗結果極差分析

通過對(duì)厚度為(wéi)0.5mm不鏽鋼板試驗結果來看,每列極差均不相等,證明(míng)各要素不同水平具有特殊性(xìng),產(chǎn)生的影響也不盡(jìn)相同,對(duì)激(jī)光焊(hàn)接變形影響依次為電流、脈(mò)寬及頻率,綜合各項因素,激(jī)光最佳(jiā)焊接工藝參數應將電流控製(zhì)85A,脈寬為7ms,頻率為3Hz,將焊接工藝參數控製在三個(gè)數值能夠保障厚度為0.5mm不鏽鋼板焊接變形(xíng)最小。

對於不鏽鋼板厚度為0.8mm的不鏽鋼板,在滿足(zú)焊縫抗(kàng)拉強度(dù)基礎(chǔ)上(shàng)確保變形最小時,應將電流、脈寬及頻率等參數分別(bié)控製在124A、8ms、4Hz。而厚度為1mm的不鏽鋼板分(fèn)別為160A、11MS、5Hz。在激光焊接過程中(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,且能夠避免鋼(gāng)板(bǎn)變形,滿足生(shēng)產需求。隨著科學(xué)技術快速(sù)發展,控製焊接(jiē)變形技術(shù)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(wēn)度及應力避免焊接變形問題,提升不鏽鋼板應力均衡性,在避免(miǎn)鋼板焊接變形的(de)同時,還能夠提高焊接質量,從而促進相關領域健康發展。

4結論

根據上文所述,激光(guāng)焊接工藝作為(wéi)一種有(yǒu)效焊(hàn)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,受到激光電流(liú)等因素的影響,不鏽鋼板激光焊接存(cún)在變形等問題。對此,焊接人員可以采取正交實驗(yàn)法(fǎ)獲取不同厚度鋼板最佳工藝參(cān)數(shù),結合參(cān)數進行焊接工作(zuò),不斷提高焊接質量,從而最大限度避免鋼板變形(xíng)情況的發生。


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