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(diǎn),在航(háng)空航天、汽車配件等領域得到了廣(guǎng)泛應用。而激光焊(hàn)接在不鏽鋼中的應用(yòng)占據十分重要的位置,特別是汽車行業(yè),車身全(quán)部采用焊接方式連接。但是,受到諸(zhū)多(duō)因素的影響,不鏽鋼(gāng)板焊接存(cún)在變形問題、且控製難度較大(dà)、不利於(yú)相關(guān)領域(yù)可持續發展。因此,加強對不鏽鋼板激光焊接變(biàn)形的研究具有重要意義。
1激光焊接概述
激光焊接主要(yào)是指利用激光能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,激光照射到被焊接材料表麵,與其產生作用,一部分被(bèi)反射、餘(yú)下的(de)被吸收,進入材料內(nèi)部,完成焊接目標。簡而言之(zhī),激光焊(hàn)接的過(guò)程是使用經光學係統聚焦後具有的高功率激光束,照射到被焊材料表麵,然後充分利(lì)用材料對光能吸收來進行加熱等(děng)處理袁最後經過冷卻形(xíng)成焊接接(jiē)頭的一(yī)種融化焊接過(guò)程。通常情況下,激光焊接主要分為熱導焊與深(shēn)熔焊兩類。
2焊接變形產生的(de)危害及影響焊接變形(xíng)的主要因素
影響焊接變形的主要因素有(yǒu)焊接電流、脈寬及頻率遙。焊(hàn)接電流(liú)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;脈衝寬度增加(jiā),使得焊(hàn)接接頭強度增加,當(dāng)脈衝(chōng)寬度達到一定(dìng)程度時,材料表麵的熱(rè)傳導能量消耗也隨之增加,蒸發使得液體(tǐ)從熔池(chí)中濺出,導致焊點截麵積變小,影響接頭強(qiáng)度;焊接頻率(lǜ)對不鏽鋼板(bǎn)焊接變形的影響(xiǎng)與鋼板厚度(dù)等(děng)方麵息息相關,如針對0.5mm不鏽鋼板來看,當頻率達到2Hz時,焊縫重疊率(lǜ)較高;而當頻(pín)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。由此可見,加強對焊接(jiē)變形的有(yǒu)效控製勢在必行。
3避免激(jī)光焊接變形的有效(xiào)對策
為了減少激光焊(hàn)接變形問題,提(tí)高不鏽(xiù)鋼板焊接質量,可以(yǐ)從優化焊接工藝參數入手,具(jù)體操作方(fāng)法如下:
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(yīn)素試驗的數理統計方法。其能夠利(lì)用較少的試驗(yàn)獲取有效的結果,並(bìng)推斷出最佳實(shí)施方案。同時,還(hái)能夠進行深入分析,獲(huò)取更多相關信息,為具體(tǐ)工作提(tí)供依據。一般選擇焊接電流、脈衝寬度及激光頻率等作為重(chóng)點考察對象,將焊接變形視為指標,將其(qí)控製在最小值(zhí),並(bìng)堅持合理原則(zé),將因素水平控製在適當範圍內。如對(duì)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(xuǎn)擇
通常情況下,試驗因素水平數應(yīng)與正(zhèng)交表中的水平數相一致,因素(sù)個數(shù)應小於正交表中的列數,合理設計正交表能夠為後續(xù)研究工作提(tí)供相應支持(chí)和幫助。
3.3試驗結果極差分析
通過(guò)對(duì)厚度為(wéi)0.5mm不鏽鋼板試驗結果來(lái)看,每(měi)列極(jí)差均不相等,證明各要素不同水(shuǐ)平具有特殊性,產生的影(yǐng)響也不盡相同,對激光焊接變形影(yǐng)響依(yī)次為電流、脈寬及頻率,綜合各項因素,激光最(zuì)佳焊接工藝參數應將電流控製85A,脈寬為(wéi)7ms,頻率為3Hz,將焊接工藝(yì)參數控製在三個(gè)數值能夠保障厚度為0.5mm不鏽鋼(gāng)板焊接變形最(zuì)小。
對於不鏽鋼板厚度為0.8mm的不鏽鋼板,在滿(mǎn)足焊縫抗拉強度基礎上確保變形最小時,應將電流、脈寬及頻率等(děng)參數(shù)分別(bié)控製在124A、8ms、4Hz。而厚度為1mm的不鏽(xiù)鋼板(bǎn)分別為(wéi)160A、11MS、5Hz。在激光焊接過程中,焊接人員將各項參數控製在(zài)合理範(fàn)圍內,不(bú)但能(néng)夠提高焊接質量和效(xiào)率,且能夠避免鋼板(bǎn)變形,滿(mǎn)足生產需求。隨著科學技(jì)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(děng),通過借(jiè)助焊(hàn)接溫度及應力(lì)避免(miǎn)焊接變形問題,提升不鏽鋼板應力均衡性,在避免鋼板(bǎn)焊接(jiē)變形的同(tóng)時,還能夠提高(gāo)焊接(jiē)質量,從而促進相關領域健康發展。
4結論
根據上文所述,激光焊接工(gōng)藝作(zuò)為(wéi)一種有效焊接技(jì)術,在提高焊接質量等方麵發揮著積極作用。但是,受(shòu)到(dào)激光電流等因素的影響,不鏽鋼板激光焊接存在變形等問(wèn)題。對此,焊接人員(yuán)可以采取正(zhèng)交實驗法獲取不同厚度鋼板最佳工藝參數,結合(hé)參數進行焊接工作,不斷提高焊接(jiē)質量,從而最大限度避免鋼(gāng)板變形(xíng)情況的發(fā)生(shēng)。
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