采用300 W准连续激光器对1.0 mm 厚的304不锈钢板进行拼接焊接试验, 对激光焊接工艺参数进行正交优化试验, 工艺参数为峰值功率3 000 W, 脉冲宽度6 ms, 离焦量2 mm时, 焊接接头达到最佳的抗拉强度为723.6 MPa, 高于母材。对焊缝微观组织进行分析, 焊缝中心位置呈细小等轴晶。
304不锈钢 激光焊接 焊缝强度 微观组织 304 stainless steel laser welding tensile strength microstructure
1 先进焊接技术湖北省重点实验室, 湖北 孝感 432100
2 湖北三江航天红阳机电有限公司, 湖北 孝感 432100
3 武汉华工激光工程有限责任公司, 湖北 武汉430223
为了解决液体火箭发动机异种材料零件间的连接成型问题, 采用光纤激光对5 mm厚的GH4169高温合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢在不同的焊接工艺参数下进行激光焊接正交试验, 并对焊缝进行X射线检测, 显微金相组织观察及拉伸性能测试, 检测结果表明: 激光功率为4.0 kW, 焊接速度为1.6 m/min, 离焦量为-3 mm时, 可获得内部气孔数量最少的焊缝; 激光功率取4.0～4.4 kW, 焊接速度取1.6～2.0 m/min, 离焦量取-3～-1 mm范围内的焊接参数组合时, 均可获得常温拉伸性能优于1Cr18Ni9Ti母材, 600 ℃拉伸性能与1Cr18Ni9Ti母材相近的焊缝。
激光焊接 异种材料 气孔 焊缝强度 laser welding dissimilar materials porosity weld strength
1 激光先进制造技术湖北省重点实验室,武汉 430223
2 武汉华工激光工程有限责任公司,武汉 430223
3 湖北三江航天红阳机电有限公司,孝感 432000
为了解决6.0mm厚5183铝合金激光焊接气孔问题,采用IPG双楔形镜旋转摆动焊接头进行激光平板对接焊,通过改变扫描模式、扫描频率、扫描振幅等摆动焊接参量进行激光焊接试验,研究了激光摆动工艺对厚板铝合金非穿透焊接接头质量的影响规律,找出最优工艺参量并进行了验证试验。结果表明,激光摆动焊接的铝合金焊缝外观形貌显著改善; 除直线扫描模式下有少量气孔外,其余4种扫描模式（顺时针圆、逆时针圆、数字8和无穷大）实现基本无气孔; 焊缝截面气孔率随着扫描频率和扫描振幅的提高显著减少,当扫描频率大于200Hz和扫描振幅大于2.0mm时,能得到基本无气孔焊缝; 6.0mm厚铝合金对接最优工艺参量为无穷大扫描模式,扫描频率300Hz,扫描振幅3.0mm,可得到无气孔、抗拉强度271MPa、为母材强度88%的对接接头。激光摆动焊接法显示出了良好的应用前景。
激光技术 激光摆动焊接 铝合金 气孔率 焊缝强度 laser technique laser-weaving welding aluminum alloy porosity weld strength
1 南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司, 江苏 南京210031
2 华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
研究了不锈钢SUS304的激光填丝焊接工艺对焊接质量的影响。研究发现, 随着激光功率的升高, 焊缝由钉状变为“束腰”状, 焊缝熔宽的变化不明显, 焊缝余高逐渐减小;焊接速度的提高使得焊缝变得“细小”, 焊缝宽度减小, 焊接速度的增大也使得焊缝余高的减小;送丝速度增大使得熔宽有一定的减小, 余高增加较为明显, 并且当送丝速度达到3.0 m/min时, 过渡金属不能充分地铺展, 焊缝表面质量较差。在实验设定的参数范围内, 接头拉伸断裂位置均在母材, 焊缝强度能够得到保证。焊缝区由细小的柱状奥氏体枝晶和枝晶间少量的铁素体组成, 焊缝区的显微硬度在230 HV左右, 高于母材(约190 HV)。
激光填丝焊 送丝速度 焊缝强度 组织分析 laser filler wire welding wire feed rate weld strength microstructure analysis
