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离焦量对304奥氏体不锈钢管焊缝质量及拉伸性能的影响


离焦量对304奥氏体不锈钢管焊缝形成的影响

在焊接速度1.5m/min,激光功率2500W,保护气体流量25L/min条件下,通过改变离焦量进行焊接实验,将离焦量改为304奥氏体不锈钢钢研究管激光搭接焊接接头宏观形貌的影响。图3.9为奥氏体不锈钢管在各种离焦条件下激光焊接焊接的顶面形貌和横截面形貌。从图中可以看出,随着离焦量从+1mm增加到+5mm,焊缝两侧的平整度增加,焊缝上表面氧化程度增加,其中没有改变其他参数。它从深黄色变为亮白色。在激光焊接304奥氏体不锈钢管的过程中,随着离焦的增加,能量密度降低,焊接面的氧化程度变弱。同时,根据截面形状,随着离焦的增加,焊缝宽度变化不明显,熔池深度明显减小。离焦+1mm时,激光焦点位置靠近304奥氏体不锈钢管顶面,304奥氏体不锈钢管顶面光斑直径小,激光能量密度高,更容易达到更大的穿透深度。在焊接过程中会产生剧烈的光致等离子体并容易产生飞溅。

图3.10和图3.11分别为焊接速度1.5 m/min、激光功率2500 W、保护气体流量时不同离焦条件下的熔深、熔深和焊缝组合. 25L/min 面宽。由图中可以看出,随着离焦量的增加,焊缝的熔深呈下降趋势,熔深先保持一个恒定值,然后呈上升趋势,即接合面的宽度。它显示了第一个上升趋势和下降趋势。当散焦量从+1mm增加到+5mm时,穿透深度从3.63mm减少到2.28mm,熔体宽度从2.4mm增加到2.63mm。随着散焦量的增加,纵横比从1.51 下降到0.87。散焦的增加会增加304 奥氏体不锈钢管表面的光斑尺寸。在满足一定的能量密度阈值的前提下,锁孔尺寸增大,从而增加了接合面的宽度,过度散焦导致熔化。深度的急剧减少会影响接合面宽度的减少。散焦量对焊缝的熔深起决定性作用,对焊缝的熔深影响不大。根据非穿透焊接的要求,优先选择一定范围内较大的散焦量。可以限制渗透并提高粘合表面强度的工艺参数。

离焦量对304奥氏体不锈钢管拉伸性能的影响

在焊接速度1.5 m/min、激光功率2500 W、保护气体流量25L/min的条件下,改变散焦量进行焊接实验。图3.12 显示了不同散焦量下焊接接头的平均机械阻力。从图中可以看出,当散焦量从+1mm增加到+5mm时,平均机械阻力随着散焦量的增加先缓慢上升后迅速下降。结合图3.11 散焦量对焊缝宽度的影响,可以看出平均机械阻力的变化趋势与焊缝宽度的变化趋势基本一致。

散焦量小,可以获得较大的焊缝宽度,力学性能高,但同时表面成形性差,焊接变形大。反之,散焦量大,焊缝宽度小,力学性能低,但表面形状好,焊接变形小。根据对304奥氏体不锈钢管焊缝顶面的综合测量结果,将焊缝熔深和抗拉强度从+3mm调整到+4mm最为合理。


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