激光焊接工艺实践 激光焊接速度对800MPaTRIP钢焊缝成型的影响 2.30 焊接速度对800MPaTRIP钢焊缝成型的影响.ppt

* 焊接速度对800MPaTRIP钢 焊缝成形的影响 课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院 * 教学目标 在激光焊接工艺中，了解影响焊接的各种因素，掌握焊接速度对焊接质量，特别是焊缝成形的影响规律。 * 2. 焊接速度对800MPaTRIP钢激光焊缝成型的影响 1）TRIP（Transformation Induced Plasticity)钢，即相变诱发塑性钢，是近年来为满足汽车轻量化对高强度、高塑性新型钢板的需求而开发的。成分以C-Mn-Si合金系统为主，有时会添加少量合金元素，特点是低碳、低合金化，钢质纯净。TRIP钢具有多相组织，属于铁素体、贝氏体和残余奥氏体的混合组织。 图1 强度为800MPa的TRIP钢的显微组织 * 图2 TLF-6100D型Nd:YAG 激光器焊接头 2）焊接设备和焊接参数 激光焊接系统光源为韩国TLF-6100D型Nd:YAG固体激光器 ，最大输出功率为3kw，光斑直径为0.6mm，焦距为200mm，焊接速度为4m/min.-12m/min.，保护气体（Ar）的流量为15l/min.。 * 3）焊接速度对焊缝成型的影响 图3给出的是不同焊接速度对平板对接焊缝截面形貌的影响。当焊接速度较低时，如4m/min.，激光焊缝熔宽较大，焊缝截面呈纺锤形；随着焊接速度的提高，焊缝的截面形状发生了变化，当焊接速度达到9m/min.时，焊缝截面呈倒梯形，在焊接速度为10m/min.时这一趋势更加明显，而且在板材的另一侧，几乎看不到焊缝，说明出现了未焊透的现象。 图3 不同焊接速度时焊缝的截面形貌 * 图4给出的是在使用不同类型的保护气体的条件下，达到完全熔透状态，激光焊接功率和允许使用的最大焊接速度之间的关系。显然，随着激光焊接功率的增加，获得同样熔深所使用的焊接速度明显提高，无论是对于Ar气保护还是对于He气保护，都有相同的结论。而且采用He气保护比采用Ar气保护时，达到同样熔深所允许采用的最大焊接速度更高。 Power (KW ) 图4 焊接功率与焊接速度的关系 4）焊接速度与功率的关系 * Elongation ( % ) Strength (MPa ) 图5给出的是采用He为保护气体，不同焊接速度对平板对接焊接接头力学性能的影响。对于接头强度，随着焊接速度的提高，屈服强度呈升高趋势，达到一定值后变化趋于平稳。而接头拉伸强度则随着焊接速度的增加，开始呈现下降态势，类似屈服强度的变化，当焊接速度超过3.5m/min.时，拉伸强度值基本保持不变。无论是接头的拉伸强度，还是屈服强度，都要高于母材。 对于伸长率来说，随着焊接速度提高，伸长率快速提高，当焊接速度超过某一范围时，焊接接头的伸长率也进入稳定的平台阶段，但该指标要低于原始母材。 图5 焊接速度对焊接接头力学性能的影响 5）焊接速度接头性能的影响 * 3. 小结 对于强度为800MPa的TRIP钢的激光焊接，焊接速度对焊缝成型有明显影响，不同的焊接速度会形成不同的焊缝截面形状；不同的焊接速度对焊接接头的力学性能也有影响。同时，在不同的保护气体环境中，达到同样焊接效果所使用的焊接参数也有所不同。 * 4. 作业思考题 １）激光焊接速度较低时，焊缝截面呈现出什么样的形貌？ ２）激光焊接接头的拉伸强度一定低于原始母材吗？ * *