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不锈钢由于其优良的耐腐蚀性能,在我国的经济建设中具有举足轻重的地位,被广泛应用于船舶、车辆、汽车、桥梁、建筑及家电设备等行业。在不锈钢加工工艺中,焊接是最主要的必不可少的加工技术。随着焊接件的数量、品种、规格的不断提升,对焊接工艺的要求也越来越高。与传统焊接方法相比,激光焊接不锈钢具有深宽比大、焊缝窄、焊缝结合强度高、热影响区小、焊接变形小及对周围组织无影响等特点而得到广泛应用。
通过用YAG激光对304奥氏体不锈钢和430铁素体不锈钢进行对接焊,来研究异种不锈钢激光焊接的工艺及焊接接头的组织、性能;通过BP神经网络优化工艺参数后,用光纤连续激光对304不锈钢薄板进行了焊接工艺研究。
首先,采用瑞通的LWS-300 YAG激光焊接系统对厚度为1.0mm的304不锈钢和430不锈钢板进行焊接,分析了激光峰值功率、脉宽、频率、焊接速度等因素对焊缝成形和焊接宏观质量的影响。利用3D激光扫描显微镜、OM、SEM手段观察了激光焊接接头的金相组织,同时还进行了焊接接头的显微硬度实验和拉伸实验。实验结果表明,增加峰值功率,焊缝的熔深和熔宽增加;增加脉宽,熔深增加不明显,熔宽增加;增加频率,熔宽和熔深都增加;增加焊接速度,熔深减小,熔宽减小。焊缝组织为马氏体,接头显微硬度范围为HV0.3200~230,而拉伸断裂发生在430母材处。
其次,采用GSI的JK-400FL型连续光纤激光焊接系统对304不锈钢薄板进行了焊接工艺研究;为了提高激光焊接质量,引入BP神经网络对激光焊接工艺参数进行了优化,建立了焊接质量指标与焊接工艺参数之间的神经网络预测模型。神经网络的性能预测指标与实际值间的偏差小于5%,可用于激光焊接工艺设计。实验结果表明采用该工艺参数进行激光焊接可获得成形良好、无缺陷的焊缝。