奥氏体不锈钢非熔透激光叠焊工艺研究
发布时间：2022-06-02 22:35
板式换热器作为一种高效的换热设备,被广泛应用于热电、食品、医药、余热回收和石油化工等领域。奥氏体不锈钢以其良好的耐热性、耐腐蚀性及冷、热加工性能被广泛使用于板式换热器的生产制造。论文针对换热器板片电阻点焊引起的飞溅问题,利用激光焊接技术所具有的焊接变形小、焊接速度快及接头力学性能高等优点,提出了奥氏体不锈钢的非熔透型激光叠焊方法。本文采用8kW的碟片激光器以板式换热器用2mm的304奥氏体不锈钢为对象进行激光焊接工艺研究,探究了激光焊接工艺参数的变化对焊缝形貌与力学性能的影响规律。研究发现:低焊接速度和高激光功率均导致焊缝表面不平整和飞溅等现象,接头拉剪性能伴随着结合面宽度增大而增大。随着离焦量的增大,焊缝表面氧化变色程度逐渐减轻,而熔深显著减小。低保护气体流量不能达到隔绝空气的效果,导致焊缝上表面发生氧化,而保护气体流量过大导致结合面宽度变窄,降低焊缝的力学性能。从而得出理想工艺参数组合:焊接速度1.5m/min,激光功率2.5kW,离焦量+4mm,保护气体流量30L/min。进一步研究了非熔透激光焊接气孔的抑制方法,通过调整特殊焊接工艺探求抑制气孔的措施,并对激光深熔焊接气孔的形成...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 奥氏体不锈钢的性质
1.3 激光焊接技术特性及研究现状
1.3.1 激光焊接技术特点
1.3.2 激光焊接气孔产生机理
1.3.3 激光焊接研究现状
1.4 本论文研究目的及主要研究内容
第2章 试验材料、方法及设备
2.1 试验材料
2.2 试验设备及方法
2.2.1 焊接试验设备及方法
2.2.2 焊缝质量检测及其设备
2.3 本章小结
第3章 工艺参数对焊接接头质量影响
3.1 焊接速度对焊接接头质量的影响
3.1.1 焊接速度对焊缝成形的影响
3.1.2 焊接速度对拉伸性能的影响
3.2 激光功率对焊接接头质量的影响
3.2.1 激光功率对焊缝成形的影响
3.2.2 激光功率对拉伸性能的影响
3.3 离焦量对焊接接头质量的影响
3.3.1 离焦量对焊缝成形的影响
3.3.2 离焦量对拉伸性能的影响
3.4 保护气体流量对焊接接头质量的影响
3.4.1 保护气体流量对焊缝成形的影响
3.4.2 保护气体流量对拉伸性能的影响
3.5 焊接接头组织与性能
3.5.1 焊接接头组织分析
3.5.2 焊缝显微硬度分析
3.5.3 拉伸性能与接头断口分析
3.5.4 焊接气孔缺陷分析
3.6 本章小结
第4章 特殊工艺对非熔透激光叠焊接头质量的影响
4.1 激光倾斜角度对焊接接头质量的影响
4.1.1 激光倾斜角度对焊缝成形的影响
4.1.2 激光倾斜角度对拉伸性能的影响
4.1.3 激光倾斜角度对焊缝组织的影响
4.1.4 激光倾斜角度对焊缝气孔率的影响
4.2 板间间隙量对焊接接头质量的影响
4.2.1 板间间隙量对焊缝形貌的影响
4.2.2 板间间隙量对拉伸性能的影响及断口分析
4.2.3 板间间隙量对焊缝组织的影响
4.2.4 板间间隙量对焊缝气孔率的影响
4.3 脉冲激光对焊接接头质量的影响
4.3.1 脉冲频率对焊缝形貌的影响
4.3.2 脉冲频率对力学性能的影响
4.3.3 脉冲频率对焊缝组织的影响
4.3.4 脉冲频率对焊缝气孔率的影响
4.4 辅助超声对焊接接头质量的影响
4.4.1 超声功率对焊缝形貌的影响
4.4.2 超声功率对接头组织的影响
4.4.3 超声功率对力学性能的影响
4.4.4 超声功率对焊缝气孔率的影响
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢车体搭接接头激光非熔透焊接工艺及其拉剪性能[J]. 温鹏,邬瑞峰,王秀义,安吉,王小龙,张炎. 中国机械工程. 2017(11)
[2]奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀断裂分析[J]. 吕旭伟,周海波. 电焊机. 2016(11)
[3]SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊的疲劳特性分析[J]. 朱国仁,陈松,李蒙蒙. 焊接学报. 2016(04)
[4]Inconel 625堆焊接头组织与性能分析[J]. 秦建,王丽,黑鹏辉,陈巨辉,马伟敬,王庆江,吕晓春,徐玉君. 机械制造文摘(焊接分册). 2015(01)
[5]全焊接板式换热器发展综述[J]. 栾辉宝,陶文铨,朱国庆,陈斌,王崧. 中国科学:技术科学. 2013(09)
[6]制造重整反应器用奥氏体不锈钢S30409的焊接[J]. 庞忠. 甘肃科技. 2013(12)
[7]激光焊接技术综述[J]. 郑喜军. 河南科技. 2013(07)
[8]焊接工艺参数对低碳钢CO2激光深熔焊接气孔形成的影响[J]. 陈高,高子英. 金属学报. 2013(02)
[9]保护气体对不锈钢光纤激光焊接的影响[J]. 李耿,张林,高明,曾晓雁. 热加工工艺. 2011(23)
[10]非熔透激光搭接焊薄钢板的试验研究[J]. 陈根余,陈明,李时春,谭立鹏. 激光技术. 2011(05)
博士论文
[1]铝合金光纤激光及其复合焊接的等离子体行为与工艺研究[D]. 王军.华中科技大学 2012
[2]轨道客车用SUS301L奥氏体不锈钢激光叠焊技术研究[D]. 刘佳.长春理工大学 2012
硕士论文
[1]中厚板304不锈钢激光-MIG复合焊工艺研究[D]. 韩丽梅.沈阳工业大学 2018
[2]301LN不锈钢倾斜激光焊接微观组织和力学性能研究[D]. 王夏莉.北京交通大学 2016
[3]全焊接板式换热器的设计与研究[D]. 何志伟.上海交通大学 2014
[4]SUS304奥氏体不锈钢薄板高速激光焊接技术研究[D]. 谢模宇.华中科技大学 2014
[5]SUS304不锈钢薄板激光焊接工艺及接头性能研究[D]. 李庆.华中科技大学 2014
[6]T型结构激光深熔焊接过程中小孔型气孔形成机理研究[D]. 李希彬.上海交通大学 2014
[7]动车组奥氏体不锈钢激光焊接工艺及性能基础研究[D]. 林基安.北京交通大学 2012
[8]SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头组织与力学性能的研究[D]. 陈庆雷.吉林大学 2012
[9]大功率盘形激光焊熔池图像三维表面重构及特征分析[D]. 杨永琛.广东工业大学 2012
[10]殷钢厚板材料激光焊接技术实验研究[D]. 尹波.大连理工大学 2009
本文编号：3653214
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 奥氏体不锈钢的性质
1.3 激光焊接技术特性及研究现状
1.3.1 激光焊接技术特点
1.3.2 激光焊接气孔产生机理
1.3.3 激光焊接研究现状
1.4 本论文研究目的及主要研究内容
第2章 试验材料、方法及设备
2.1 试验材料
2.2 试验设备及方法
2.2.1 焊接试验设备及方法
2.2.2 焊缝质量检测及其设备
2.3 本章小结
第3章 工艺参数对焊接接头质量影响
3.1 焊接速度对焊接接头质量的影响
3.1.1 焊接速度对焊缝成形的影响
3.1.2 焊接速度对拉伸性能的影响
3.2 激光功率对焊接接头质量的影响
3.2.1 激光功率对焊缝成形的影响
3.2.2 激光功率对拉伸性能的影响
3.3 离焦量对焊接接头质量的影响
3.3.1 离焦量对焊缝成形的影响
3.3.2 离焦量对拉伸性能的影响
3.4 保护气体流量对焊接接头质量的影响
3.4.1 保护气体流量对焊缝成形的影响
3.4.2 保护气体流量对拉伸性能的影响
3.5 焊接接头组织与性能
3.5.1 焊接接头组织分析
3.5.2 焊缝显微硬度分析
3.5.3 拉伸性能与接头断口分析
3.5.4 焊接气孔缺陷分析
3.6 本章小结
第4章 特殊工艺对非熔透激光叠焊接头质量的影响
4.1 激光倾斜角度对焊接接头质量的影响
4.1.1 激光倾斜角度对焊缝成形的影响
4.1.2 激光倾斜角度对拉伸性能的影响
4.1.3 激光倾斜角度对焊缝组织的影响
4.1.4 激光倾斜角度对焊缝气孔率的影响
4.2 板间间隙量对焊接接头质量的影响
4.2.1 板间间隙量对焊缝形貌的影响
4.2.2 板间间隙量对拉伸性能的影响及断口分析
4.2.3 板间间隙量对焊缝组织的影响
4.2.4 板间间隙量对焊缝气孔率的影响
4.3 脉冲激光对焊接接头质量的影响
4.3.1 脉冲频率对焊缝形貌的影响
4.3.2 脉冲频率对力学性能的影响
4.3.3 脉冲频率对焊缝组织的影响
4.3.4 脉冲频率对焊缝气孔率的影响
4.4 辅助超声对焊接接头质量的影响
4.4.1 超声功率对焊缝形貌的影响
4.4.2 超声功率对接头组织的影响
4.4.3 超声功率对力学性能的影响
4.4.4 超声功率对焊缝气孔率的影响
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢车体搭接接头激光非熔透焊接工艺及其拉剪性能[J]. 温鹏,邬瑞峰,王秀义,安吉,王小龙,张炎. 中国机械工程. 2017(11)
[2]奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀断裂分析[J]. 吕旭伟,周海波. 电焊机. 2016(11)
[3]SUS301L不锈钢非熔透型激光搭接焊的疲劳特性分析[J]. 朱国仁,陈松,李蒙蒙. 焊接学报. 2016(04)
[4]Inconel 625堆焊接头组织与性能分析[J]. 秦建,王丽,黑鹏辉,陈巨辉,马伟敬,王庆江,吕晓春,徐玉君. 机械制造文摘(焊接分册). 2015(01)
[5]全焊接板式换热器发展综述[J]. 栾辉宝,陶文铨,朱国庆,陈斌,王崧. 中国科学:技术科学. 2013(09)
[6]制造重整反应器用奥氏体不锈钢S30409的焊接[J]. 庞忠. 甘肃科技. 2013(12)
[7]激光焊接技术综述[J]. 郑喜军. 河南科技. 2013(07)
[8]焊接工艺参数对低碳钢CO2激光深熔焊接气孔形成的影响[J]. 陈高,高子英. 金属学报. 2013(02)
[9]保护气体对不锈钢光纤激光焊接的影响[J]. 李耿,张林,高明,曾晓雁. 热加工工艺. 2011(23)
[10]非熔透激光搭接焊薄钢板的试验研究[J]. 陈根余,陈明,李时春,谭立鹏. 激光技术. 2011(05)
博士论文
[1]铝合金光纤激光及其复合焊接的等离子体行为与工艺研究[D]. 王军.华中科技大学 2012
[2]轨道客车用SUS301L奥氏体不锈钢激光叠焊技术研究[D]. 刘佳.长春理工大学 2012
硕士论文
[1]中厚板304不锈钢激光-MIG复合焊工艺研究[D]. 韩丽梅.沈阳工业大学 2018
[2]301LN不锈钢倾斜激光焊接微观组织和力学性能研究[D]. 王夏莉.北京交通大学 2016
[3]全焊接板式换热器的设计与研究[D]. 何志伟.上海交通大学 2014
[4]SUS304奥氏体不锈钢薄板高速激光焊接技术研究[D]. 谢模宇.华中科技大学 2014
[5]SUS304不锈钢薄板激光焊接工艺及接头性能研究[D]. 李庆.华中科技大学 2014
[6]T型结构激光深熔焊接过程中小孔型气孔形成机理研究[D]. 李希彬.上海交通大学 2014
[7]动车组奥氏体不锈钢激光焊接工艺及性能基础研究[D]. 林基安.北京交通大学 2012
[8]SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头组织与力学性能的研究[D]. 陈庆雷.吉林大学 2012
[9]大功率盘形激光焊熔池图像三维表面重构及特征分析[D]. 杨永琛.广东工业大学 2012
[10]殷钢厚板材料激光焊接技术实验研究[D]. 尹波.大连理工大学 2009
本文编号：3653214
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3653214.html
