A3鋼薄板激光對(duì)接焊工藝研究

杜洋　趙凱　時(shí)云　郝云波　朱忠良　侍倩

摘要：針對(duì)A3鋼薄板進(jìn)行連續(xù)激光對(duì)接焊工藝實(shí)驗(yàn)，研究不同工藝參數(shù)對(duì)焊接成形質(zhì)量的影響規(guī)律。結(jié)果表明：隨著激光功率的增加，焊接接頭熔池寬度、深度及抗拉強(qiáng)度逐漸增加;隨著焊接速度的增加，接頭熔池寬度、深度降低及抗拉強(qiáng)度逐漸降低;離焦量對(duì)接頭形貌及拉伸性能影響較小;焊縫間隙小于等于50 μm時(shí)，接頭抗拉強(qiáng)度基本保持不變，可實(shí)現(xiàn)有效焊接。

關(guān)鍵詞：激光對(duì)接焊;A3鋼;工藝參數(shù);焊縫間隙

中圖分類(lèi)號(hào)：TG456.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-2303（2020）01-0075-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.01.13

0 前言

一些加熱面積較大的焊接方式容易導(dǎo)致薄板焊穿和變形，因此需要選用能量密度更為集中的焊接方式。激光焊接技術(shù)具有焊接速度快、熱影響區(qū)小、焊接成形美觀、深寬比較高等優(yōu)點(diǎn)[1-3]，對(duì)于提高薄板的焊縫成形質(zhì)量有著積極作用。本文采用連續(xù)激光焊研究不同工藝參數(shù)對(duì)1.5 mm A3鋼薄板焊接成形件接頭形貌及力學(xué)性能的影響規(guī)律，并得出最優(yōu)焊接工藝參數(shù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法

實(shí)驗(yàn)材料為 A3鋼薄板，尺寸200 mm×50 mm×1.5 mm，實(shí)驗(yàn)時(shí)將2塊薄板在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行對(duì)接。實(shí)驗(yàn)用設(shè)備為本單位自研的標(biāo)準(zhǔn)型千瓦級(jí)焊接設(shè)備（Kre-LW1000），采用美國(guó)IPG 型光纖連續(xù)激光器，激光波長(zhǎng)1 060 nm，光斑尺寸200 μm，最大輸出功率1 kW。焊接前使用丙酮擦拭試樣表面以去除油污，選用純度99.999%的氬氣作為保護(hù)氣體，氣流量為20 L/min。焊接過(guò)程中采用工裝夾具，防止薄板變形[4-5]，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示，對(duì)接焊示意以及接頭形貌如圖2所示。

使用單因素分析法研究激光功率、焊接速度、離焦量以及焊縫間隙對(duì)接頭形貌及力學(xué)性能的影響，工藝實(shí)驗(yàn)方案如表1所示。……