不锈钢激光—mag电弧复合热源焊接工艺与机理及研究.pdf

长春理工大学
硕士学位论文
不锈钢激光—MAG电弧复合热源焊接工艺及机理研究
姓名:康乐
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:刘景和
20080401
,以不锈钢为研究对象,系统研究了低功率す猓甅电弧旁轴复合热源的焊接特性,分析了各种参数对焊接接头的熔深、熔宽及余高的影响:在前期工艺的基础上对实际生产中的工件进行了焊接;分析了复合热源和单附咏油返奈⒐圩橹土ρ阅埽焕高速摄像系统和光谱仪分析了复合热源焊接过程中激光与电弧相互作用形态及等离子体发射光谱特点;计算对比了复合和单附拥缁〉壤胱犹宓牡缱游露扔朊芏龋验证了复合热源和单附铀Φ娜攘ρ胶庾刺剿髁思す庥氲缁∠嗷プ饔机制,〉南嗷プ饔没淼於了基础,同时也验证了该焊接技术应用于实际生产的可行性。关键词:不锈钢低功率脉冲す飧春虾附蛹す馕顾醯缁〉缱用芏群电子温度发射光谱微观组织和力学性能
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,嗑轿迥辍M踉三日糜基ァ年上月丝日年上月三之日长春理工大学学位论文版权使用授权书长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文,‘「春先仍焊接工艺及机理研究》是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名:本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。指导导师签名:
第一章绪论§,在短短的几十年里激光技术得到了飞速的发展。相继出现了各种各样的激光器,如气体激光器,液体激光器、半导体激光器及准分子激光器等,其激光器功率等级和光束质量在不断的提高、传输和聚焦方式也在不断的优化。激光加工作为感碌牟牧霞庸ぜ际踉诤芏嘈幸档玫搅斯惴旱挠τ谩T诠ひ抵校激光主要应用于钻孔、切割、焊接、表面改性、打标等。近年来又开辟出了一些新的领域,如激光快速成型与校型、激光微细加工、纳米材料的制备及激光复合加工等。:在美国,激光加工主要应用于汽车业和金属加工业;在亚洲,电气工业和半导体工业则是激光器供应商的最大客户;在欧洲,金属加工业和汽车业中的激光加工应用较多,而在半导体工业则相对较少。另外,在欧洲,激光器在其它行业,’如塑料加工业中也有广泛的应用。图给出了各种激光加工方法在重要工业领域中的应用比例‘。汽车工业是激光加工最重要的应用部门,主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。从图中小轿车的生产工艺可以看出,激光加工方法在很大范围内得到了成功应用Ⅲ。其中激光焊接技术的应用最为广泛。激光焊接作为激光加工的重要应用领域之一,在汽车制造,航空航天、船舶制造、钢铁行业、电子行业、压力容器以及医用仪器等工业领域的应用日益广泛。激光焊接具有速度高,接头质量好等优点而受到人们关注,但激光焊接能量利用率低,成本高,焊接时对被焊工件的间隙及位置精度要求很高,所以其广泛应用受到了很大的限制。为了扩大激光焊接的应用范围,增强和改善激光焊接的效果,降低激光焊接设备的成本,上个世纪年代兴起的激光电弧复合焊接技术具有焊接速度快、接头质量高等图各种激光加工方法的应用比例
温度,而す獠穆龀宸逯倒β手荒艽锏搅β实矧¨,因此脉冲激光§激光焊接基本知识一系列优点,已成为国内外激光焊接技术领域的研究热点之一。§.す夂附拥幕驹激光是由于受激辐射产生的一种单色性好,方向性好,亮度高,相干性好的电磁波,由于以上这些显著的特性,激光束的能量才可以汇聚到一个相对较小的点上,使得工件上的功率密度能达到/陨稀U飧鍪考兜娜肷涔β拭芏瓤梢栽诩ǘ痰时间内使加热区的金属汽化,从而在液态熔池中形成一个小孔,称之为匙孔。光束可以直接进入匙孔内部,通过匙孔的传热,获得较大的焊接熔深。激光焊接的实质是激光与非透明物质相互作用的过程,这个过程极其复杂,微观上是一个量子过程。宏观上表现为反射、吸收、熔化、气化等现象Ⅲ。§.す夂附拥姆掷目前,在焊接加工中最常用的激光器主要有气体激光器和固体激光器,气体激光根据激光与工件之间的相互的作用方式,激光焊接可分为脉冲激光焊和连续激光焊,脉冲激光焊接时,:す獾穆龀宸逯倒β誓芄