不鏽鋼材(cái)作為(wéi)一種新型材料,憑借自(zì)身具有耐腐蝕性、成型性等特點,在航空航天(tiān)、汽車配件等(děng)領域得到(dào)了廣泛應用。而激光焊接在不鏽鋼中的應用占據十分重要的(de)位置,特別是汽車行業,車身全部采用焊接(jiē)方(fāng)式連接。但是,受到諸多因素的(de)影(yǐng)響,不鏽鋼板焊(hàn)接存在變(biàn)形問題(tí)、且控(kòng)製難度較大、不(bú)利於相(xiàng)關領域可持續發(fā)展。因此,加(jiā)強(qiáng)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(jiē)概述
激光焊接(jiē)主要是指利用激光能作(zuò)為熱源融化並連接工(gōng)件的一種焊接方法。激光焊接過程中(zhōng),激光照射到被焊接材料表麵,與其產生作用(yòng),一部分被反射、餘(yú)下的被吸收,進入材料內(nèi)部(bù),完成焊接目標。簡而言之,激光焊接的過程是使用(yòng)經光學係統聚焦後具有的高功率激光束(shù),照射到被焊材料表麵(miàn),然後充(chōng)分利用材料對光能吸收來進(jìn)行加熱等處理袁最後經過冷(lěng)卻形成焊(hàn)接(jiē)接頭的一種融化焊接(jiē)過程。通常情況下,激光焊接(jiē)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主要因素(sù)
影響焊接(jiē)變形的主要因素(sù)有焊接電流、脈(mò)寬及頻率遙。焊接電流增(zēng)加,焊縫寬(kuān)度也隨之增加,逐漸出(chū)現飛(fēi)濺等現象,導致焊縫表麵出現氧化變形情況,並伴有粗糙感(gǎn);脈衝(chōng)寬度增加,使得焊接接頭強(qiáng)度增加,當脈衝(chōng)寬度達到一定程度時(shí),材料(liào)表麵的熱傳導能量消耗也隨之增加,蒸(zhēng)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)頻率對不鏽鋼板焊接變形的影響與鋼板厚(hòu)度等方麵息息相關,如針對0.5mm不(bú)鏽鋼板來看,當頻率達到2Hz時,焊縫重(chóng)疊率(lǜ)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(shēng)變形情況。由此可見,加強對焊接變形的有效控(kòng)製勢在必行。
3避免激光焊接變形的有效對策
為了減少激(jī)光焊接變形問題,提高不鏽鋼(gāng)板焊接質量,可以從優化焊接工藝參數(shù)入手,具體操作方法如下:
3.1積極引(yǐn)進正交實驗法
正交實驗法主要是指一(yī)種通過正交表分析和安(ān)排多因(yīn)素(sù)試驗的數理統計方法。其能夠利用較少的(de)試驗獲取有效的結果,並推斷出最佳實施方案。同時,還能(néng)夠進行深入分析,獲取更多相關信息,為具(jù)體工作提供依(yī)據。一(yī)般選擇焊(hàn)接電流、脈衝寬度及激光頻率等作為重點考察對象,將焊接變(biàn)形視為指標,將其控製在(zài)最小值,並堅持合理原則,將因素水平控製在適(shì)當範圍內。如對於厚(hòu)度為0.5mm的不鏽鋼板,電流可以控製在80~96I/A之間;頻率為2~5f/Hz之間等。
3.2正交表的選擇
通常情況(kuàng)下,試驗因素水平數應與正交(jiāo)表中的水平(píng)數相一致,因素(sù)個數應小於(yú)正交表中的列數,合理設計(jì)正交表能夠為後續研(yán)究(jiū)工(gōng)作提供相應支持(chí)和幫助。
3.3試驗結果極差(chà)分析
通過對厚度為0.5mm不鏽鋼板試驗結果來看,每列極差均不相等,證明各要素不同水平具(jù)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(diàn)流、脈寬及頻率,綜合各項因素,激光最佳焊接工藝參數應將電(diàn)流(liú)控製85A,脈寬為7ms,頻率為3Hz,將焊接工藝參數控製在三個數值能夠保障(zhàng)厚度為0.5mm不鏽鋼板焊接變形最小。
對於不鏽鋼板厚度為(wéi)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,應將電流、脈寬及頻率等參數分(fèn)別控製在124A、8ms、4Hz。而(ér)厚度為1mm的不鏽鋼板分別為160A、11MS、5Hz。在激光焊接過程中,焊(hàn)接人員將(jiāng)各項參數控製在合理範圍內,不(bú)但能夠提高焊接質(zhì)量和效率,且能夠避免鋼板變形,滿足生產(chǎn)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應用等,通過借助焊接溫(wēn)度及應力(lì)避免焊接變形(xíng)問題,提升不鏽鋼板應力均衡性,在避免鋼板(bǎn)焊接變形(xíng)的同時,還能夠提(tí)高焊接質量,從而促進相關(guān)領域健康發展。
4結論
根據上(shàng)文所述,激光焊接工藝作為一種有效焊接技術,在(zài)提高焊接質(zhì)量等方(fāng)麵發揮著積極作用。但是,受到激光電流等因素的影響,不鏽鋼板激光焊接(jiē)存在變形等問題。對此,焊接人員可以采取正交實驗法獲取不同厚度鋼板(bǎn)最佳工藝參數,結合參(cān)數進行焊接(jiē)工作,不(bú)斷提高(gāo)焊接質量,從而最大限度避免鋼(gāng)板變形情況的發生。
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