高强钢复合焊接应力与变形行为

发布时间：2021-09-09 07:12

　　以6.5 mm厚的高强钢板为试验材料,针对高强钢焊接应力和变形问题进行了激光-电弧复合焊接试验。采用钻孔法测试焊接件不同位置点的焊接应力情况,并用静态测距法和数码相机测量法测量其收缩变形与角变形。研究结果表明,温度差值是决定焊接应力大小的主要原因,焊接应力、收缩变形量和角变形量均随着激光功率的增大而增大,均随着焊接电流的增大而减小,但焊接应力却随着焊接速度的增大而增大,收缩变形量和角变形量均随焊接速度的增加而减小,但减小的幅度不大。焊接速度对焊接应力的影响最大,而激光功率对其影响最小,焊接过程中应严格控制焊接速度。采用最佳工艺参数焊接的焊接件,无论是沿焊缝方向还是垂直焊缝方向的纵向应力和横向应力分布均呈现明显的规律性。 

【文章来源】：吉林大学学报(工学版). 2020,50(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

焊接应力测试点位置

焊缝形貌简图

图5为不同激光功率时的应变量和激光功率对焊接应力的影响。从图中看到，焊接应力随激光功率的增加而增加。激光具有较强的聚焦能力，使得能量比较集中，虽然作用于焊缝的面积较小，但其能够使焊缝较窄的区域受极高的热量，而焊缝周围的母材区受热较小，冷却时，焊缝区温度比母材温度高，由式（1）可知，在焊缝中产生较大应力；两区域冷却时温度相差越大，产生的应力越大。当激光功率增大时，激光能量急剧增加，较窄的焊缝受热区也随之增大，以热传导方式传递给母材，因而激光功率增加对母材的受热影响相较焊缝受热影响小，焊缝区与母材区的温差增大，产生的应力增大。激光-电弧复合焊接过程中，由于激光的加入，在工件表面产生大量的光致等离子体，等离子体浓度增加，降低了引弧电阻，为电弧提供了一个非常稳定的阳极斑点，能够引导电弧的弧柱，导致电弧偏向激光作用的小孔处；同时激光作用产生的大量金属蒸气电离变成自由电子进入电弧，使电弧的电阻率降低，根据最小电压原理，电弧自动收缩，电弧能量更加集中[18]。增大激光功率，激光对电弧的吸引作用和收缩作用增强，电弧能量更集中，复合热源作用于焊缝区越窄，对母材的受热影响越小，导致焊缝区与母材区冷却时温差进一步扩大，产生的焊接应力也增大。图4 变形场云图

【参考文献】：
期刊论文
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[7]超高强度钢与低合金钢的激光搭接焊性能[J]. 谷诤巍,于思彬,韩立军,孟佳,徐虹.  吉林大学学报(工学版). 2012(02)



本文编号：3391662