焊接参数对304不锈钢激光焊接温度场分布特征的影响

发布时间：2019-11-25 21:22

【摘要】：采用红外热像测量的方法,跟踪拍摄304不锈钢激光焊接的过程,研究激光焊接参数对304不锈钢焊接温度场特征的影响。试验结果表明,激光功率一定时,随焊接速度的减小,熔化区域的长度和宽度增大,但温度场分布的基本特征未变;焊接速度一定时,随激光功率的增大,焊缝正面温度场的整体温度升高,特别是熔池后端次高温区的温度显著升高和面积显著增大,但温度场分布的基本特征未变;输入线能量相近时,高功率/高速度组合的"小孔"区域温度较高,低功率/低速度组合的次高温区域的温度较高、面积较大,但是后端焊缝区域的温度较低。
【图文】：

激光焊接,正面温度场

－ｕｃｔ）为４μｍ·ｒａｄ，，聚焦光斑直径为０．３ｍｍ，激光束采用光纤传输。本试验采用同轴氩气进行保护，改变激光功率和焊接速度，研究光纤激光焊接３０４不锈钢的温度场特征及其与焊接参数的关系。试验方法为试板对接焊，使用ＦＬＩＲＳＣ７０００型红外热像仪对焊接过程的正面温度场进行记录，该热像仪像素为６４０ｐｉｘｅｌ×５１２ｐｉｘｅｌ，试验中采用的温度测量范围为５００～１５００℃，拍摄速度为２００Ｈｚ。红外热像仪与焊件成４５°于斜上方进行拍摄，如图１所示。直接测量的红外热像温度误差很大，必须进行校准，本文的所有温度场图像和曲线结果都采用了同一辐射率进行校准。由于辐射率受材料表面状态及焊接环境的影响较大，因此校准后的温度与实际温度依然不可避免地会存在误差。图１激光焊接测量示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｇ２试验结果与分析２．１典型焊接参数下３０４不锈钢正面温度场特征选择焊接参数为激光功率Ｐ＝２ｋＷ，焊接速度ｖ＝２．１ｍ／ｍｉｎ，同轴氩气保护的焊接过程为研究对象，通过所拍摄的正面温度场图像，研究典型参数下焊缝正面温度场分布特征及动态演变规律。图２为该参数下实测的焊缝正面温度场图像，图３为沿焊缝中心线Ｌ的温度分布结果。从图２及图３中可以发现，光纤激光焊接３０４不锈图２焊缝正面温度场图像Ｆｉｇ．２Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｉｍａｇｅｏｆｗｅｌｄｓｕｒｆａｃｅ·１３６８·中国机械工程第２８卷第１１期２０１７年６月上半月

温度分布,正面温度场,焊缝,图像

了同一辐射率进行校准。由于辐射率受材料表面状态及焊接环境的影响较大，因此校准后的温度与实际温度依然不可避免地会存在误差。图１激光焊接测量示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｇ２试验结果与分析２．１典型焊接参数下３０４不锈钢正面温度场特征选择焊接参数为激光功率Ｐ＝２ｋＷ，焊接速度ｖ＝２．１ｍ／ｍｉｎ，同轴氩气保护的焊接过程为研究对象，通过所拍摄的正面温度场图像，研究典型参数下焊缝正面温度场分布特征及动态演变规律。图２为该参数下实测的焊缝正面温度场图像，图３为沿焊缝中心线Ｌ的温度分布结果。从图２及图３中可以发现，光纤激光焊接３０４不锈图２焊缝正面温度场图像Ｆｉｇ．２Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｉｍａｇｅｏｆｗｅｌｄｓｕｒｆａｃｅ·１３６８·中国机械工程第２８卷第１１期２０１７年６月上半月

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