振动焊接技术通过给被焊工件施加激振力,使得工件振动,减小熔池中温度梯度,细化晶粒尺寸,减少焊接成形缺陷,提高焊接接头质量。然而并非施加振动,都能保证接头具有良好的力学性能,倘若振动参数与常规焊接工艺参数不匹配,会导致焊缝成形不理想,甚至降低力学性能。因此振动辅助激光焊接工艺优化具有重要意义。本文基于自主搭建的高频微振平台,进行316L不锈钢振动辅助激光焊接试验,探究高频微振激光焊接工艺对接头组织性能的影响。试验结果表明:施加振动后,焊缝表面无飞溅,成形良好;截面未出现塌陷、堆高,背部熔宽均匀;振动的施加,能够明显细化焊缝区的晶粒,且晶粒细化与焊缝凝固过程中所受的共振频率有关,在共振频率1467.5Hz的高频微振激光焊条件下,晶粒尺寸最小,细化作用最明显。另外,施加振动后,点状颗粒物分布在奥氏体晶粒间,趋于弥散,新相及大颗粒物减少。随着振动频率增加,焊缝区显微硬度值增加,随着振动加速度增加,焊缝区显微硬度值也跟着增加。在共振频率1467.5Hz、加速度160m/s~2条件下,焊缝区平均硬度最高,为206HV,与无振动焊接工艺相比,硬度值增加5.6%。引入正交试验方法,改变振动加速度、振动频率、振动方向三个振动工艺参数,建立三因素三水平正交表格,实验过程中激光焊接与振动工艺同时进行。对各个参数下焊接接头拉伸性能进行方差分析,对显微硬度正交试验结果进行极差分析,探究振动参数对焊缝抗拉强度的影响规律,确定最佳振动焊接工艺参数,对比分析优化前后的显微组织与拉伸断口。并对自制施振控制平台的振动参数进行耦合分析。结果表明,最佳振动焊接工艺参数为:振动频率1360Hz,振动加速度60m/s~2,振动方向激振器与平台垂直,对应的力学性能达到最大值:抗拉强度为602MPa,显微硬度214.5HV。拉伸断口呈等轴韧窝状,且形状规则、分布均匀,韧窝小而深,断口处无明显微小孔洞,未出现微观缺陷。熔合线附近的显微组织相比于未优化前更趋均匀。对自制施振控制平台的振动参数的耦合结果表明,在输入电压不变的情况下,振动频率与激振平台功放输出电流成指数关系;振动加速度可等效替代振幅,在共振频率下,振动加速度随着功放输出电流的增大而增大。引入响应面分析,根据Box-Behnken设计方法,建立振动频率、振动加速度、振动方向与焊缝宽度的回归方程。分析振动辅助激光焊接工艺参数对焊缝表面形貌的影响,根据焊缝表面成形确定最佳工艺参数。结果表明:振动频率对焊缝宽度影响最大,振动加速度影响作用次之。工艺参数最佳组合:振动频率1360Hz,振动加速度60m/s~2,振动方向为激振器与焊接试样垂直。其结果与基于焊接接头力学性能优化工艺参数结果吻合。