光纖激光輔助TIG焊接法研究.pdf

1、近年來(lái)，高效節(jié)能、安全環(huán)保的新型焊接方法的研究一直是世界焊接領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。通過(guò)對(duì)活性焊接法的研究表明:活性元素氧、硫改變?nèi)鄢乇砻鎻埩囟认禂?shù)是熔深增加的主要機(jī)理。本文通過(guò)改變引入活性氧元素的方式，提出了一種新型活性焊接法—光纖激光輔助TIG焊接法，即LA-TIG(Laser Aided ActivatingTIG Welding)焊，首先采用小功率光纖激光（小于500W）在氧氣保護(hù)下預(yù)熔不銹鋼待焊焊道表面，在焊道表面形成一層薄而均勻的

2、氧化層取代活性劑的涂覆。然后用傳統(tǒng)TIG焊覆蓋焊道表面，同樣可以使焊縫熔深顯著增加。
　　本文選用SUS304奧氏體不銹鋼和5mmX6CrNiTi1810不銹鋼作為母材。研究了主要工藝參數(shù)對(duì)焊縫熔深熔寬的影響規(guī)律，并得到了熔深增加明顯，表面成形良好的焊縫的最佳焊接工藝規(guī)范。試驗(yàn)結(jié)果表明:激光處理和未處理焊縫熔深、熔寬均隨焊接電流的增加而增加，但激光處理焊縫熔深增加的更快;當(dāng)增加焊槍移動(dòng)速度時(shí)，熱輸入量降低，激光處理和未處理的焊縫熔

3、深、熔寬均減小;隨激光功率增加，焊縫熔深增加而熔寬收縮;當(dāng)預(yù)熔速度升高時(shí)，焊縫呈熔深先增大后減小的趨勢(shì)，而熔寬呈先減小后增大的趨勢(shì)，當(dāng)預(yù)熔速度升高到134mm/min時(shí)，深寬比最大。
　　通過(guò)金相組織觀察分析了焊縫顯微組織的影響，并通過(guò)力學(xué)性能等測(cè)試焊縫的拉伸、彎曲，抗腐蝕性能和硬度的變化。研究結(jié)果表明，接頭均由奧氏體和鐵素體兩相組成，但激光處理接頭組織有一定程度的細(xì)化;激光輔助TIG焊縫的拉伸、彎曲、硬度性能優(yōu)于傳統(tǒng)TIG焊縫，

4、而抗腐蝕性能較弱。
　　在熔深增加機(jī)理方面，首先通過(guò)對(duì)電弧形態(tài)、熔池形貌的分析，研究了電弧形態(tài)收縮和表面張力溫度系數(shù)的變化對(duì)熔深增加的影響。其次，通過(guò)變化激光功率和預(yù)熔速度分析熔池氧含量的變化規(guī)律，研究了氧含量與熔深的關(guān)系。結(jié)果表明:激光輔助TIG焊熔深明顯增加是電弧收縮和熔池表面張力溫度系數(shù)的變化共同作用的結(jié)果。
　　激光輔助TIG焊接法具有廣泛的適用性，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)，具有高效，焊接質(zhì)量良好等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)