交变磁场辅助激光电弧复合焊接物理机制及组织性能研究

发布时间：2024-05-06 23:56

　　激光-电弧复合焊接既具备激光焊和电弧焊的优势,又能弥补二者的不足,已经发展成为一种应用广泛的焊接方法。但激光-电弧复合焊接头的结构尺寸及焊缝组织往往存在非均匀性问题,严重影响接头的使用性能。而交变磁场能起到搅拌熔池,调控焊缝组织和性能的作用,有望改善激光-电弧复合焊接头的非均匀性问题,提高接头质量。因此,本文针对6 mm厚的316不锈钢,开展交变磁场辅助激光-电弧复合焊接过程物理机制及接头组织性能的研究。首先,通过设计堆焊试验,使用高速摄像、光谱仪及电流电压采集装置对不同交变磁场强度下的电弧形态、熔池表面流动、等离子体温度和密度及电流电压信号进行监测和分析。结果发现:交变磁场改变了电弧内带电粒子的受力情况,使电弧“压缩态”更加明显且持续时间增长,在大磁场强度下,电弧出现摆动行为特征。交变磁场使电弧内等离子温度和密度在小磁场强度下减小,而在大磁场强度下增大。焊接电流电压波形由于交变磁场变的更加波动且周期延长。交变磁场在熔池内部产生涡流效应使熔池表面有外扩的趋势且波动性更加剧烈。然后,对不同交变磁场强度下接头的焊缝成形、截面形貌及焊缝微观组织进行观察发现:交变磁场使焊道表面波纹状特征愈加明...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3铁素体的最优生长方向弱化，奥氏体和铁素体的取向更加多样化，使得焊缝的疲劳裂纹萌生寿命增长，疲劳性能大大增加。图1-1有无磁场的IPF图及晶粒尺寸图1-2不同磁场强度下的低温冲击曲线与腐蚀极化曲线华东交通大学的江淑园等人[27]研究了有无磁场对电弧焊....

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3铁素体的最优生长方向弱化，奥氏体和铁素体的取向更加多样化，使得焊缝的疲劳裂纹萌生寿命增长，疲劳性能大大增加。图1-1有无磁场的IPF图及晶粒尺寸图1-2不同磁场强度下的低温冲击曲线与腐蚀极化曲线华东交通大学的江淑园等人[27]研究了有无磁场对电弧焊....

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文4图1-3电磁场支撑熔池过程示意图（2）恒定磁场对电弧形貌及等离子体特征的影响研究华中科技大学的张勋[10,29]通过对纵向磁场辅助激光电弧复合焊接过程中的电弧动态行为发现：磁场作用下，电弧形状逐渐变为三角形，且电弧的挺直性和稳定性增强，随着磁场强度....

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文5图1-4熔池内熔体流动速度随磁场强度的变化图1-5有无磁场下的熔池热对流情况

本文编号：3966529