【摘 要】
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近些年石化设备、医疗器械、食品工业等对不锈钢的需要量越来越大,而在制造工艺中,激光-电弧复合焊方法被认为是解决窄间隙中厚板复杂结构的关键核心技术。本文以6mm SUS304不锈钢为研究对象,通过SEM、EDS、EBSD等手段对不同焊速下激光-MIG复合焊接头性能差异进行分析,为进一步推广激光-MIG复合焊工程应用提供实验基础和理论依据。本文根据激光-MIG复合焊接的焊缝成形特征,构建了双椭球体热源
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近些年石化设备、医疗器械、食品工业等对不锈钢的需要量越来越大,而在制造工艺中,激光-电弧复合焊方法被认为是解决窄间隙中厚板复杂结构的关键核心技术。本文以6mm SUS304不锈钢为研究对象,通过SEM、EDS、EBSD等手段对不同焊速下激光-MIG复合焊接头性能差异进行分析,为进一步推广激光-MIG复合焊工程应用提供实验基础和理论依据。本文根据激光-MIG复合焊接的焊缝成形特征,构建了双椭球体热源和高斯3D热源叠加的组合热源模型,利用sysweld软件,实现了6mm SUS304不锈钢板对接焊激光-MIG复合焊接温度场的模拟。在焊缝宏观形貌方面,模拟出的焊缝形态与实际焊缝对比误差低于10%;微观组织方面,焊缝不同区域二次枝晶臂间距的计算值与实焊试样误差低于11%,为制订焊接工艺参数提供了依据。通过研究了激光-MIG复合焊的激光功率、离焦量、焊接电流（送丝速度）、光丝间距、焊接速度等工艺参数对焊缝成形的影响,得出了激光在前、电弧在后,光丝间距2mm、激光功率6KW、离焦量-2mm、焊接电流180A（送丝速度9.6m/min）、焊接速度2.2m/min的焊接工艺规范,焊接接头成形美观,无裂纹、气孔、夹杂等缺陷,接头平均抗拉强度为778MPa。此外,在该规范条件下,对接间隙大于为0.47mm时焊缝正面开始下塌,焊缝背面开始出现焊瘤,间隙大于为1.12mm后,焊接过程不稳定。研究发现焊缝主要以AF方式凝固,凝固组织由大量的奥氏体和少量的铁素体组成。此外,焊缝晶粒以<001>为主要取向关系择优生长,焊速为2.2m/min的接头晶粒及热影响区晶粒尺寸、枝晶臂间距、织构强度小于焊速为1.2m/min的接头,但变形的协调性、硬度和强度要优于焊接速度为1.2m/min的接头。
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