304不锈钢激光点焊工艺研究
激光焊接工艺
➢ 激光束能量密度高,加工速度快,工件变形小、热影响区 小,后续加工量小;它可以对多种金属、非金属加工,特
别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点材料。
激光加工主要工业领域
钢铁
汽车 机械
航空与航天
建筑
电子与电器 船舶 其他
6.2激光焊
6.2.1激光焊原理、特点及其应用 一、激光焊及其应用 • 激光焊是利用高能量密度的激光束轰击焊
(3)激光功率密度
• 激光功率密度高,金属容易气化形成小孔, 激光的吸收率可以提高到90%以上。但功 率太高,容易使焊缝区形成气孔缺陷。
1 脉冲激光焊
低功率脉冲激光焊主要用于Φ0.5mm以下的金属丝与丝或薄 膜之间的点焊,最细可焊Φ0.02mm~0.2μm细丝。主要应 用于集成电路内引线——硅片上1.8μm铝镀膜与 50μm×100μm铝箔焊接,薄膜电路元件导线——微晶玻 璃上0.3μm铜、铬、金镀膜与Φ30μm金、铜、镍丝的焊接 等。脉冲焊过程中应注意如下几点:
件所产生的热量进行焊接的一种高精密熔 焊方法。 • 激光焊接在汽车、钢铁、船舶、航空、轻 工等行业得到日益广泛应用。
二、激光焊的原理
• 激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属 表面,通过激光与金属的相互作用,金属 吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结 晶实现焊接。
• 按激光器输出能量方式不同,激光焊接分 为脉冲激光焊和连续激光焊;而据激光聚 焦后光斑上功率密度的不同,激光焊可分 为传热焊和深熔焊。
304不锈钢管加工方法
304不锈钢管加工方法
304不锈钢管的加工方法有多种,以下是一些常见的加工方法:
1.切割:可以使用高速旋转的砂轮片对304不锈钢管进行切割,
这是常用又有效的不锈钢管切割方法,对304不锈钢管快速、准确切割,但切割后不锈钢管端口可能会产生一些毛刺,配合使用不锈钢管毛刺清除机,或正确有效的去除毛刺的方法,达到更好的效果。
2.抛光:抛光处理的目的是为了更好的控制管材的尺寸精度,通
常要进行内外抛光,以达到镜面光亮的效果。
3.开孔:304不锈钢管开孔处理的目的是制作装饰管或者其他工
业管件的零配件。传统的开孔处理方式是冲压开孔,这种方式不能满足现代管材开孔的质量要求,因此现在304不锈钢管开孔加工的处理方式是激光开孔,这种方式能够更好地控制开孔的后精度,有效降低对管体的损伤。
4.蚀刻:304不锈钢管蚀刻加工目的主要是用来生产不锈钢装饰
管,不锈钢管表面包裹一层耐酸保护膜,然后用酸液蚀刻,在钢管表面形成装饰用的艺术图案。
以上信息仅供参考,建议根据实际情况选择合适的加工方法。
激光焊接原理及工艺应用演示文稿
激光焊接原理
激光焊接原理 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特性进行工作,通过光学系统将激光 束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被 焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
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• 自发辐射
– 是指高能级的电子在没有外界作用下自发地迁移至低能级,并在跃迁时产生光(电磁波)辐射,辐射
光子能量为hυ=E2-E1,即两个能级之间的能量差。
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• 粒子数反转
• 一个诱发光子不仅能引起受激辐射,而且它也能引起受激吸收,所以只有当处在高能级的 原子数目比处在低能级的还多时,受激辐射才能超过受激吸收,而占优势。由此可见,为
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泵浦灯
氙灯为惰性气体放电灯, 我们使用的灯的形状多为 直管形。其结构一般都是 由电极、灯管和充入的氙( Xe)气体组成。电极是用高熔
点、高电子发射率,又不易溅 射的金属材料制成。灯管用机 械强度高、耐高温、透光性好 的石英玻璃制成。灯管内充入
氙气。
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激光焊接原理
❖激光焊接一般分为热传导焊接和深熔焊
❖激光功率密度为105~106w/cm2形成激光热传导焊 ❖激光功率密度为105~106w/cm2形成激光深熔焊
304不锈钢加工工艺
304不锈钢加工工艺
304不锈钢是一种常用的不锈钢材料,具有良好的耐腐蚀性和美观的表面质感。它的加工工艺相对较为成熟,被广泛应用于各种领域。
在加工304不锈钢时,通常会采用以下步骤:
1. 下料:将不锈钢板切割成所需尺寸,可以采用等离子切割、激光切割或机械切割等方法。
2. 矫平:将切割后的不锈钢板矫平,以消除板材在加工过程中的变形和弯曲。
3. 剪切:将矫平后的不锈钢板剪切成所需长度和宽度。
4. 冲压:将不锈钢板冲压成所需形状和尺寸,可以采用模具进行冲压。
5. 焊接:如果需要,将冲压后的不锈钢板焊接成一体。可以采用氩弧焊、激光焊或点焊等方法。
6. 抛光:对焊接后的不锈钢板进行抛光处理,以获得美观的表面质感。可以采用机械抛光、化学抛光或电解抛光等方法。
7. 检验:对抛光后的不锈钢板进行检查,以确保其尺寸、形状和表面质量符合要求。
8. 包装:将检验合格的不锈钢板进行包装,以防止其在运输过程中受到损伤。
通过以上步骤,我们可以将304不锈钢加工成各种所需形状和尺寸的制品,如不锈钢容器、管道、板材等。这些制品被广泛应用于化工、食品、医药等领域,为人们的生活和生产带来了便利和美观。
不锈钢水箱的焊接工艺
不锈钢水箱的焊接工艺
不锈钢水箱的焊接工艺主要包括以下几种:
1. TIG焊接:TIG焊接是一种常用的不锈钢水箱焊接工艺。它
使用非消耗性的钨电极和惰性气体保护,产生高温电弧,使两个不锈钢工件熔化并连接在一起。
2. MIG/MAG焊接:MIG/MAG焊接是一种常用的自动/半自动
焊接工艺。它使用消耗性金属铝丝或钢丝作为电极,并通过惰性气体或惰性气体混合物保护焊缝。这种焊接工艺适用于大型水箱的生产。
3. 点焊:点焊是一种快速和高效的不锈钢水箱焊接工艺。它使用电极将焊接部位加热至熔化,然后迅速压紧并冷却焊接部位,形成焊点。
4. 激光焊接:激光焊接是一种高精度的不锈钢水箱焊接工艺。它使用高能激光束将焊接部位加热至熔化,并实现快速、精确的焊接。
在选择焊接工艺时,需要考虑水箱的材质、形状和尺寸,以及焊接质量的要求和生产效率等因素。不同的焊接工艺有不同的优缺点,必须根据具体情况进行选择。此外,还需要注意控制焊接过程中的温度、保护气体、焊接速度等参数,以确保焊接质量和工件的完整性。
激光焊接原理及工艺应用培训课件PPT(共 44张)
• 半导体激光器
半导体激光器是以半导体材料作为工作介质的。目前较成熟的是砷化 镓激光器,发射840nm的激光。另有掺铝的砷化镓、硫化铬硫化锌等 激光器。激励方式有光泵浦、电激励等。这种激光器体积小、质量轻 、寿命长、结构简单而坚固,特别适于在飞机、车辆、宇宙飞船上用 。在70年代末期,由于光纤通讯和光盘技术的发展大大推动了半导体 激光器的发展。
激光焊接原理及工艺应用
1、激光原理及特性
什么是激光?
LASER是英文的“受激辐射光放大”的首字母缩写。
镭射=激光=LASER
激光产生的原理
• 能级
物质是由原子组成,而原子又是由原子核及电子构成。电子围绕着原子核运动。 而电子在原子中的能量不是任意的。描述微观世界的量子力学告诉我们,这些电 子会处于一些固定的“能级”,不同的能级对应于不同的电子能量,离原子核越 远的轨道能量越高。此外,不同轨道可最多容纳的电子数目也不同,例如最低的 轨道(也是最近原子核的轨道)最多只可容纳2个电子,较高的轨道上则可容纳8 个电子等等。
但在热平衡条件下,原子几乎都处于最低能级(基态)。因此,如何 从技术上实现粒子数反转则是产生激光的必要条件。这需要利用激活 媒质。所谓激活媒质(也称为放大媒质或放大介质),就是可以使某 两个能级间呈现粒子数反转的物质。它可以是气体,也可以是固体或 液体。用二能级的系统来做激活媒质实现粒子数反转是不可能的。要 想获得粒子数反转,必须使用多能级系统。
激光焊接原理讲解
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,又常称为激光焊机、镭射焊机,按其工作方式常可分为激光模具烧焊机〔手动焊接机〕、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机,光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进展微小区域的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的部扩散,将材料熔化后形成特定熔池以到达焊接的目的。
一、激光焊接的主要特性。
20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件外表,外表热量通过热传导向部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精细焊接中。
高功率CO2与高功率YAG激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论根底的深熔焊接,在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。
与其它焊接技术相比,激光焊接的主要优点是:
1、速度快、深度大、变形小。
2、能在室温或特殊条件下进展焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气与某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进展焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,最高可达10:1。
5、可进展微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能准确定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。尤其是近几年来,在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。
304不锈钢激光点焊工艺研究
304不锈钢激光点焊工艺研究
陶汪陈彦宾李俐群吴林
(现代焊接生产技术国家重点实验室,哈尔滨工业大学 150001)
提要本文以304不锈钢作为试验材料,采用搭接的方式进行激光点焊试验,研究了激光功率、焊接持续时间、离焦量和间隙对焊点形态及尺寸的影响规律。试验结果表明,在熔透情况下,焊点上表面都呈现明显的下塌,持续时间或者间隙较大时,下表面还会出现内凹。随着焊接持续时间的增加,焊点整体尺寸增长较快,中心的下塌和内凹深度都有明显增加;而随着激光功率的增加,焊点尺寸增长缓慢。当间隙变大时,焊点熔合面出现收缩现象。
关键词激光点焊焊点尺寸下塌
An experimental study on laser spot welding of 304 stainless steel
Tao Wang Chen Yanbin Li Liqun Wu Lin
(State Key Laboratory of Advanced Welding Production Technology, Harbin Institute of
Technology 150001)
Abstract Laser spot welding of 304 stainless steel was carried out and the relationship between the welding parameters and the geometry of laser spot welds was investigated. The experimental results indicate that the influence of the laser pulse duration on the geometry of spot welds is more significant than that of the laser power. At the condition of full penetration, the surface concave is obvious, and the concave of the bottom side is found when the pulse duration or the dimension of gap increases. Moreover, the fusion area contracts with the increase of gap dimension.
304不锈钢的焊接性
304不锈钢的焊接性
简介
304不锈钢是最常用的不锈钢之一,具有良好的耐腐蚀性
和机械性能。在工业领域中广泛应用,包括制造化学设备、食品加工设备、医疗器械等。然而,对于不锈钢来说,焊接是一个重要的工艺,而其焊接性能直接影响到最终产品的质量和使用寿命。因此,了解304不锈钢的焊接性能是至关重要的。
304不锈钢的组成
304不锈钢是奥氏体不锈钢,主要由以下元素组成:
•铬(Cr):使不锈钢具有耐腐蚀性;
•镍(Ni):增加不锈钢的延展性和韧性;
•锰(Mn):提高不锈钢的抗倒伏性和抗应力腐蚀性;
•碳(C):增加不锈钢的硬度和强度,但会降低不
锈钢的耐腐蚀性。
304不锈钢可以通过多种焊接方式进行连接,常见的包括手工电弧焊、MIG/MAG焊接、TIG焊接等。
手工电弧焊
手工电弧焊是一种常见的焊接方式,使用直流或交流电弧熔化电极和工件,并通过熔融电极产生的热量来熔化基材,形成焊缝。手工电弧焊适用于较小的焊接工作,对焊工的技术要求较高。
MIG/MAG焊接
MIG/MAG焊接是一种半自动或自动化的焊接过程,使用惰性气体(MIG)或活性气体(MAG)来保护焊缝区域,防止其与空气中的氧发生反应。该焊接方式适用于大量生产的焊接过程。
TIG焊接
TIG焊接是一种常用的焊接方式,通过高温电弧和无缺陷的钨电极来熔化基材并实现焊接。TIG焊接适用于对焊缝质量要求高的场景,如要求焊缝无气孔或夹杂物的情况。
304不锈钢的焊接性能受到多种因素影响,如焊接材料、
焊接工艺、焊接环境等。以下是焊接性能的几个关键指标:
抗晶间腐蚀性
焊接前后304不锈钢的抗晶间腐蚀性是评价焊接质量的重
不锈钢水杯焊接工艺
不锈钢水杯焊接工艺
一、引言
不锈钢水杯作为一种常见的日用品,其生产过程中的焊接工艺对其质量和使用寿命有着重要影响。本文将介绍不锈钢水杯焊接工艺的基本原理和常见方法。
二、不锈钢水杯焊接工艺的基本原理
不锈钢具有耐腐蚀、耐高温、美观等优点,因此被广泛应用于水杯的制作中。不锈钢水杯的焊接工艺主要是通过加热和压力使两个或多个不锈钢材料接触并形成连接,从而实现水杯的密封性和强度要求。
三、常见的不锈钢水杯焊接工艺方法
1. 点焊法
点焊是一种常用的不锈钢水杯焊接方法。该方法通过在不锈钢杯身的接触点处进行短暂的高温加热,使两个接触点熔化并形成焊缝。点焊法适用于小型不锈钢水杯的制作,焊接速度快,但焊接强度相对较低。
2. TIG焊接法
TIG焊接法是一种常见的手工焊接方法,适用于制作大型不锈钢水杯。该方法通过在不锈钢杯身的接触处加热并同时施加惰性气体保护,使两个接触处熔化并形成焊缝。TIG焊接法焊接速度较慢,但
焊接强度较高,焊接接头平整美观。
3. 激光焊接法
激光焊接法是一种高精度、高效率的不锈钢水杯焊接方法。该方法通过利用激光束的高能量密度,在不锈钢杯身的接触处迅速加热并熔化,形成焊缝。激光焊接法可以实现高速焊接,焊接接头质量高,但设备和工艺要求较高。
四、不锈钢水杯焊接工艺的注意事项
1. 材料选择:选择合适的不锈钢材料,例如304不锈钢,具有较好的耐腐蚀性和可焊接性。
2. 清洁处理:在焊接前,应对不锈钢材料进行充分的清洗和除氧处理,以确保焊接接头的质量。
3. 焊接参数控制:根据不同的焊接方法和材料厚度,合理控制焊接参数,如焊接电流、焊接速度等,以保证焊接接头的质量。
不锈钢焊接工艺
不锈钢的及焊接及应用
几乎所有的不锈钢都可以使用目前在工业上使用的大多数焊接方法,包括激光、等离子焊以及在汽车制造中发展起来的电子束焊接。然而,由于不锈钢与碳钢以及合金钢不同,焊接技术也有所变化。
首先,要按照工艺规程操作,保持焊缝区以及直接与焊缝相邻的部位的耐腐蚀性,该部分又被称为热影响区(HAZ);第二,最好是保持连接处最佳的力学性能;第三,必须采取某些步骤使热变形产生的问题最小。
不锈钢和其他钢种的主要不同在与合金含量,它提供了耐腐蚀性能。在焊接中,必须选择合适的焊条,尽可能选择耐腐蚀性能与基金属几乎相同或比基金属耐腐蚀性更好的焊接填充金属,这一点并不总是像所期望的那么明显,例如,308钢焊条通常被指定焊接304钢,300系列的焊条常常被用于连接400系列的钢,最好的建议是按照美国焊接协会(AWS)对焊条的选择(同样也是焊接工艺规程)或向焊条制造厂咨询,他们有最新的选择焊条明细。
焊缝边缘的清理非常重要,由于焊缝区后来发生耐腐蚀性能的降低,润滑脂和油的污染物可能会导致焊缝区碳化。焊后清理工具以及在碳钢上使用的砂轮会留下微粒,嵌入不锈钢表面,如果不采用化学清理去除,以后就会生锈。
焊接之前应彻底除掉有害于焊接的锈、油、水份、油漆等,选定适合钢种的焊条。点焊时间距比碳钢点焊间距短,除掉焊渣时应使用不锈钢刷。
焊完以后,为了防止局部腐蚀或强度下降,应对表面进行研磨处理或清洗。
为了防止施工时产生划伤以及污染物附着,贴膜状态下进行不锈钢施工。但是随着时间的延长,粘贴液的残留按照贴膜使用期限,施工以后除掉贴膜时应进行表面洗涤,并使用专用不锈钢工具,与一般钢清洁公用工具时,为了不让铁屑粘着应进行清扫。
304不锈钢激光焊接工艺及数值模拟
Electric Welding Machine
·1·
第51卷 第4期
2021年4月
Electric Welding Machine
Vol.51 No.4Apr. 2021
本文参考文献引用格式:张强勇,赵先锐,刘桂香,等. 304不锈钢激光焊接工艺及数值模拟[J]. 电焊机,2021,51(4):1-7.
304不锈钢激光焊接工艺及数值模拟
0 前言
304奥氏体不锈钢因具有优良的耐腐蚀、耐高
温以及加工性能,焊接性能良好,广泛应用于汽车、压力容器、机械仪表、厨卫设备等行业。其焊接方法包括焊条电弧焊、埋弧自动焊、熔化极惰性气体保护焊、非熔化极惰性气体保护焊等[1]。然而,不锈钢的热传导率相对较低、线膨胀系数较大,导致其在焊接过程中容易产生较大的焊接变形,特别是对于薄板,在实际操作中必须控制好热输入,一旦过大就容易烧穿钢板,因此,最好选用能量密度集中的焊接方法焊接薄板不锈钢[2]。激光焊接具有高能
收稿日期:
2020-12-29基金项目:
国家自然科学基金地区基金(52064024);2019年全国职业教育科研规划课题(2019QZJ093)作者简介:
张强勇(1977—),男,学士,高级工程师,主要从事焊接实训教学及焊接工艺的研究。E-mail:***************。量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点,特别合适薄板焊接[3-4]。
目前,国内外学者都开展了大量关于304不锈钢激光焊接的研究[5-7]。
王浩军[2]通过三因素三水平的正交试验,进行了304不锈钢薄板搭接接头组织性能研究,发现在负离焦量、低焊接功率、高焊接速度的条件下得到的焊接接头的显微硬度更高。杨立军[6]研究304不锈钢薄板激光焊工艺时发现,激光功率与焊接速度对焊缝熔透的影响具有差异性,热输入不完全取决于P /v 比,
304不锈钢薄板激光焊接技术研究共3篇
304不锈钢薄板激光焊接技术研究共
3篇
304不锈钢薄板激光焊接技术研究1
304不锈钢薄板激光焊接技术研究
304不锈钢是一种广泛应用于各种不锈钢制品中的材料。在实
际的生产和加工过程中,对于这种材料的加工也一直是重点关注的方面之一。而激光焊接技术在不锈钢薄板加工领域中得到了广泛应用,并在节能、高效、良好的焊接质量方面表现出了独特的优势。本文将围绕这一主题,探讨304不锈钢薄板激光焊接技术的研究和应用情况。
一、304不锈钢薄板激光焊接技术的原理
激光焊接技术是一种高度集成化的复杂加工工艺,其主要原理是基于高能量激光束所产生的高温区域来进行焊接。即通过将激光束集中到焊接接头上,使其在短时间内被加热至熔点以上,然后达到接头熔融焊接的效果。在焊接过程中,激光束的功率密度常常可以达到数千W/mm2,形成的热源能量非常集中,因
此焊接过程速度非常快,时间通常只有数十毫秒。此外,激光焊接的热影响区域很小,能够控制焊缝宽度和深度,焊缝质量也比较均匀、平整。
二、304不锈钢薄板激光焊接技术的优势
1. 高效节能
激光焊接是一种灵活,快速,易于自动化的加工方法。相比于传统的焊接工艺,激光焊接耗电非常少,同时也无需预热,从而大大缩短了焊接过程时间,提高了生产效率。
2. 焊缝质量好
由于激光束的热影响区域很小,焊接时金属表面受到的热影响很小,不会在焊接区域形成锈皮或氧化物等氧化层;同时,在整个焊接过程中,激光束能够夹带表面污染物一并融化溶解,焊缝质量也更加均匀、平整。
3. 适应性强
不锈钢的导热性和润滑性较差,一些传统的焊接方法不仅难以处理,而且可能会造成焊缝质量差的问题。而激光焊接恰恰能够克服这些不利因素,有助于焊接过程的质量控制和稳定性,适用性非常广泛。
不锈钢焊接工艺现状及进展研究
采用射线、超声、磁粉、渗透等检测方法,检查焊接接头内部是否有缺陷。
无损检测
对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击等试验,评估其力学性能。
力学性能检测
对焊接接头进行耐腐蚀性试验,如盐雾试验等,评估其耐腐蚀性能。
耐腐蚀性检测
国内外研究进展
03
焊接缺陷控制
不锈钢焊接过程中易出现气孔、裂纹等缺陷,需要采取有效措施进行控制,提高接头质量和可靠性。
焊接工艺优化
不锈钢具有高导热系数和高温强度,因此需要优化焊接工艺参数,提高焊接质量和效率。
新型焊接技术应用
针对不锈钢材料的特性,不断开发新型焊接技术,如激光焊接、电子束焊接等,以满足特殊应用场景的需求。
国外研究进展
国内不锈钢焊接工艺研究主要涉及焊接材料、焊接设备、焊接工艺和焊接缺陷控制等方面的基础研究,同时也在积极推广新型焊接技术。
THANKS
感谢观看
气孔
夹渣
未熔合
变形
选用高质量的填充材料,避免母材表面污染,严格控制焊接电流和速度。
调整焊接参数和焊接顺序,清除母材表面的氧化物,选用合适的填充材料。
采用反变形法、刚性固定法等措施,选用合理的焊接参数和焊接顺序,减少热输入量。
焊接质量检测与评估
观察焊接接头表面是否有缺陷,如气孔、夹渣、未熔合等。
外观检测
不锈钢焊接工艺现状及进展研究
不锈钢304焊接工艺设计
不锈钢304焊接工艺设计
不锈钢304焊接工艺设计的步骤如下:
1. 材料准备:选用符合要求的不锈钢304焊接材料,确保材料的质量和适用性。对于较厚的工件,可能需要进行预加热处理。
2. 设计焊接接头:根据焊接要求和工件的几何形状,设计出适合的焊接接头形式,包括角焊缝、对焊缝、搭接焊缝等。
3. 清洁表面:在焊接前,将要焊接的表面清洁干净,去除油污、污垢和氧化物,以确保焊接接头的质量。
4. 选择焊接方法:根据工件的具体情况,选择适合的焊接方法,常见的焊接方法有手工电弧焊、氩弧焊、激光焊等。
5. 焊接参数设置:根据焊接材料的规格和要求,设置合适的焊接电流、电压、焊接速度和焊接剂等参数。
6. 焊接操作:根据焊接工艺规程,进行焊接操作。在焊接过程中,要注意电弧的稳定性、焊接速度和角度的控制,以及保证焊缝的质量和形状。
7. 焊后处理:焊接完成后,对焊缝进行清理、打磨和除渣处理,以达到美观和质量要求。
8. 焊后热处理:对于某些特殊要求的工件,可能需要进行焊后热处理,如退火、时效处理等,以改善焊接接头的力学性能和
耐腐蚀性能。
9. 检测和验收:对焊接接头进行非破坏性和破坏性测试,以确保焊接质量符合要求,并进行相关验收。
不锈钢薄板焊接方法及工艺设计
不锈钢薄板焊接方法及工艺设计
一、不锈钢薄板焊接方法
1.电弧焊接法:电弧焊接是一种常用的不锈钢薄板焊接方法。通过放
电产生弧光,将两个焊件连接在一起。对于不锈钢薄板的焊接,一般采用
手工电弧焊、埋弧焊和氩弧焊等方法。
2.气体焊接法:气体焊接也是一种常用的不锈钢薄板焊接方法。其中,氧乙炔焊接是一种常用的气体焊接方法。氧乙炔焊接的原理是通过气体燃
烧产生高温火焰,使工件熔化并进行连接。
3.激光焊接法:激光焊接是一种高精度的不锈钢薄板焊接方法。利用
激光束对焊接接头进行高热能的照射,使焊接接头快速熔化并连接在一起。激光焊接可以实现高速、高精度的焊接,适用于对焊接质量要求较高的场合。
4.点焊法:点焊是一种不锈钢薄板焊接方法。利用电流通过两个电极,将焊件间的接触面加热至熔化。点焊适用于不锈钢薄板的小面积焊接。
二、不锈钢薄板焊接工艺设计
1.材料选择:根据实际应用需求选择合适的不锈钢薄板材料。常用的
不锈钢薄板材料有304、316等。在选择材料时,需要考虑不锈钢的耐腐
蚀性能、强度和韧性等因素。
2.清洁处理:对焊接接头进行清洁处理,去除表面的氧化物和污物,
以提高焊接接头的质量。
3.设计焊接接头形式:根据不同的应用需求,设计合适的焊接接头形式。常见的接头形式有对接接头、搭接接头、角接头等。
4.冷却措施:为了避免焊接时产生过大的热影响区和变形,可以采取适当的冷却措施。比如,可以在焊接接头附近放置冷却器进行冷却,以减少热变形。
5.焊接参数选择:根据材料的厚度、焊接接头形式等因素,选择合适的焊接参数。焊接参数包括焊接电流、电压、焊接速度等。
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304不锈钢激光点焊工艺研究
陶汪陈彦宾李俐群吴林
(现代焊接生产技术国家重点实验室,哈尔滨工业大学 150001)
提要本文以304不锈钢作为试验材料,采用搭接的方式进行激光点焊试验,研究了激光功率、焊接持续时间、离焦量和间隙对焊点形态及尺寸的影响规律。试验结果表明,在熔透情况下,焊点上表面都呈现明显的下塌,持续时间或者间隙较大时,下表面还会出现内凹。随着焊接持续时间的增加,焊点整体尺寸增长较快,中心的下塌和内凹深度都有明显增加;而随着激光功率的增加,焊点尺寸增长缓慢。当间隙变大时,焊点熔合面出现收缩现象。
关键词激光点焊焊点尺寸下塌
An experimental study on laser spot welding of 304 stainless steel
Tao Wang Chen Yanbin Li Liqun Wu Lin
(State Key Laboratory of Advanced Welding Production Technology, Harbin Institute of
Technology 150001)
Abstract Laser spot welding of 304 stainless steel was carried out and the relationship between the welding parameters and the geometry of laser spot welds was investigated. The experimental results indicate that the influence of the laser pulse duration on the geometry of spot welds is more significant than that of the laser power. At the condition of full penetration, the surface concave is obvious, and the concave of the bottom side is found when the pulse duration or the dimension of gap increases. Moreover, the fusion area contracts with the increase of gap dimension.
Keywords laser spot welding weld geometry surface concave
1. 引言
目前生产中所使用的点焊方式大多为电阻点焊,它易于实现自动化和机械化,生产效率高。但是也存在很多问题,比如无损检测困难,接头强度低等。随着各种焊接方式的不断产生和发展,点焊方式也呈现多样化。目前已经应用于生产的就有电阻点焊、电弧点焊、激光点焊和胶接点焊等多种点焊方法[1]。
激光点焊作为一种新的点焊方式,与传统的电阻点焊相比具有其特有的优势。由于采用激光作热源,点焊速度快、精度高,热输入量小,工件变形小;激光的可达性较好,可以减少点焊时位置与结构上的限制;激光点焊属于无接触焊接,焊点之间的距离、搭接量等参数的调节范围大;不需要大量的辅助设备,能够较快的适应产品变化,满足市场需求[2]。激光点焊所具有的高精度、高柔性的特点使其在实际生产,特别是航空工业的应用中能够取代传统的电阻点焊和铆接等工艺。
目前激光点焊技术多应用在大批量自动化生产的微小元件的组焊中,采用高频率、低功率的脉冲激光器,所得焊点热影响区小,焊点无污染,焊接质量高。但是在大功率点焊厚度大于0.5mm材料的研究非常少。当前对于激光点焊的研究一般都采用数值模拟的方法来预测焊点的形状和尺寸[3],或者是通过各种检测手段来研究点焊时匙孔特征和动态行为[4]。而把激光点焊当作一项工艺来研究的文献报道非常少见。在激光点焊技术应用到实际生产代替传统的点焊方式之前,需要进行大量的工艺试验研究。为了对激光点焊工艺有一个初步的探索,本文以0.8mm厚不锈钢板为材料,进行搭接点焊试验,研究了CO2激光点焊不锈钢过程中激光功率、焊接持续时间和离焦量这三种工艺参数对激光点焊焊点形态、尺寸和强度的影响规律,并且分析了激光点焊对板间间隙的适应性。
2. 试验方法及设备
本试验采用德国ROFIN-SINAR公司生产的射频激励扩散冷却CO2激光器,最大输出功率3.0kW,波长为10.6μm,最小光斑直径0.15mm,模式为TEM00。保护气体为Ar气,气流量为15L/min。试验材料为0.8mm厚不锈钢,焊接接头为搭接接头。焊接前为了除去材料表面的污渍,需要用丙酮进行清洗工件表面。
3. 试验结果及分析
本文采用激光连续输出的方式进行点焊,所调节的工艺参数分别为激光功率、焊接持续时间和离焦量。
3.1 激光功率的影响
a)P=900W b)P=1100W c)P=1300W d)P=1500W e)P=1600W f)P=1700W
图1 不同功率下的焊点表面形态(焊接时间t=0.3s,离焦量Δf=-0.8mm)
图1为不同激光功率下焊点的表面形态,可以看出焊点表面存在金属堆积,焊点中心则呈现不同程度的下塌,这主要是由于金属来不及回填产生的。当激光功率达到一定值时,熔池中的液态金属急剧蒸发形成匙孔,并产生一个反冲力,把液态金属推向熔池的边缘,堆积在焊点周围。当激光停止作用时,金属不再蒸发,反冲力消失,堆积的金属在重力的作用下重填匙孔,同时液态金属冷却凝固。如果金属在没有完全回填匙孔的情况下凝固,就会在焊点表面形成下塌。相对于连续焊来说,由于激光点焊加热时间短,金属的冷却凝固速度很快,所以下塌现象更明显。另外,在点焊过程中还存在着金属的损失,这种损失一方面是由于激光点焊时金属急剧蒸发,另一方面是金属蒸发时产生的反冲压力造成金属的飞溅。
从图1还可以看到,在激光功率为1100W和1300W时,焊点下塌表面直径较大,下塌平面光滑,功率大于1500W时焊点表面中心处会出现氧化现象。总体来看,单纯的改变激光功率,并不能对焊点表面的下塌现象进行有效改进。
a) P=600W b) P=650W c) P=800W
d) P=1100W e) P=1300W f) P=1500W
g) P=1600W h) P=1700W
图2 不同激光功率下的焊点截面形状(焊接时间t=0.3s,离焦量Δf=-0.8mm)
图2所示为不同激光功率下焊点的截面形态。可以看出,在未熔透情况下焊点表面均无下塌现象,且功率变化对熔深的影响较大。功率大于1000W以后,焊点完全熔透,此时表面出现明显下塌,功率较大时(1500W),甚至在焊点的表面中心形成凹坑,激光功率越大,凹坑现象越明显。