Q345船舶钢激光-MAG复合焊及激光填丝焊工艺试验研究
激光焊在能量密度高，焊接速度快，焊缝深宽比大，热影响区小，呈现窄的热影响区和小的热变形，而且焊接时无需真空。目前船舶行业普遍采用的是手工焊接，采用激光焊来提高焊接质量、焊接智能化迫在眉睫。激光填丝焊和复合焊接技术可以降低装配精度、改善焊缝冶金特性、提高接头机械性能。 本文针对9mm厚Q345船舶钢进行激光电弧复合焊、激光填丝焊工艺研究，为船舶钢激光焊提供技术参考。激光填丝焊和复合焊需要调节焊接工艺参数，包括送丝速度、离焦量、激光功率、光丝距、焊接速度、电流值等，来获得良好质量的焊缝。离焦量决定了热影响区的大小。填丝焊光丝距需控制在-1 mm至+1 mm，而复合焊由于激光和电弧的共同作用，光丝距在2mm至3mm时成型良好。激光功率增大，熔深熔宽增大;焊接速度增大，熔深熔宽减小。这是因为激光功率和焊接速度决定了功率密度，从而决定了熔深熔宽。复合焊中的电流值在150A到220A之间，复合焊成型良好。填丝焊中，送丝速度也影响激光能量在熔化焊丝和促进熔池中的分配。 激光填丝焊和复合焊改善了自熔焊的错边容限和间隙适应性。填丝焊错边容限为1.3 mm，间隙适应值为0.9 mm;复合焊的错边容限为1.8 mm，间隙适应值为1.4 mm。激光填丝焊和激光电弧复合焊接在生产实际中有更好的应用前景。 传统焊接方式中，Q345易产生气孔和热裂纹。由于激光焊线能量大，热影响区小，冷却速度快，经过精密的焊前处理，在合理的工艺参数下，选用氩氧混合保护气体，可以获得无气孔、无热裂纹的焊缝。 复合焊与填丝焊的接头都是由焊缝区、热影响区、母材而组成。对于复合焊，焊缝微观组织由部分魏氏体和贝氏体组成;热影响区有明显的羽毛状上贝氏体和板条马氏体;热影响区中的不完全结晶区有在晶界处重新形核长大的趋势。而填丝焊的组织相对与复合焊较为细小，因为填丝焊在单激光热源作用下，熔池停留的时间较短。 填丝焊、复合焊拉伸试样均断于母材;填丝焊和复合焊的显微硬度均是母材小于热影响区，热影响区小于焊缝区。填丝焊最大硬度为340 HV，比复合焊大6％左右;填丝焊焊缝的冲击功为55J，比复合焊大12％。试样正弯曲角度与背弯曲角度能达到180°。拉伸和冲击断口均分布有等轴韧窝，焊接接头均为韧性断裂。经盲孔法测试的残余应力值均不高。
低合金船舶钢;复合焊接工艺;激光焊;电弧焊;激光填丝焊;微观组织;力学性能
南京理工大学
硕士
材料加工
王克鸿;王天驰
2016
中文
TG457.11
77
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）