热丝填充激光焊316LN热裂纹产生的成因分析与研究

在热丝填充激光焊接316LN平板试验中,产生了热裂纹。为探讨热裂纹产生的成因,焊后对母材和焊材进行了化学成分分析,借助光学显微镜对母材和焊缝进行了显微组织分析,并研究分析产生热裂纹的力学因素。研究分析表明,冶金因素和力学因素相互作用下产生热裂纹。冶金因素主要包括焊缝为一次结晶为γ的纯奥氏体组织及含有热裂纹促进元素S、P、Si等,力学因素主要是温度梯度大及热膨胀系数大而导致的拉应力过大的缘故。

316LN热丝填充激光焊工艺参数对盖面层成型质量的影响

热丝填充激光焊是一种新型的焊接工艺方法,为探索合适的激光焊接工艺参数,对激光焊接主要的工艺参数进行正交优化试验,针对盖面层进行正交工艺试验,分析了各个工艺参数对盖面层成型质量的影响。试验结果显示,在热丝填充激光焊中对熔宽影响最大的工艺参数是焊接速度,因为通过降低焊接速度,可增加单位时间内的热输入量;随着离焦量的增大,功率密度减小,熔宽会减小。

316LN热丝填充激光焊工艺参数对填充层成型质量的影响

通过正交试验,分析了热丝填充激光焊各工艺参数对填充层成型质量的影响。试验结果表明:在热丝填充激光焊中对熔宽影响最大的工艺参数是焊接速度,因为通过降低焊接速度,可增加单位时间内的热输入量;随着离焦量的增大,功率密度减小,熔宽会减小。激光功率对余高的影响最大,其次为焊接速度,如发现余高过大,可以适当减小激光功率或加快焊接速度。

热丝填充激光焊接光斑直径与对接间隙裕度研究

装配间隙是影响国际热核聚变实验反应堆（ITER）校正场线圈盒激光封焊质量的重要因素之一。采用热丝填充激光焊接,在离焦量分别为＋5、＋10、＋16mm的情况下对5mm厚核聚变用钢316LN在不同对接间隙条件下进行光斑直径与对接间隙裕度的研究。焊后进行了焊缝表面、截面形貌的分析,同时进行了金相组织、接头拉伸强度、显微硬度测试及断面电镜与成分分析。结果表明,在热丝填充激光焊接中,光斑直径大小不仅可以与对接间隙量相当,还可以在小于对接间隙量0.1～0.2mm的情况下,得到表面成形较好且抗拉强度值较高的焊缝,当光斑直径小于对接间隙量达到0.3mm时,焊缝表面成形变差且抗拉强度值下降。

热丝填充激光多层焊温度场和应力场的数值模拟

基于有限元软件SYSWELD对20 mm厚316LN板热丝填充激光多层焊的温度场和应力场进行了三维动态数值模拟。利用生死单元法,采用双椭球体热源加3D高斯锥形热源的复合体热源模式来计算热丝填充激光焊过程,计算的焊缝横截面形状与试验结果基本吻合。计算结果表明,焊缝及附近区域表现出较高的焊接残余应力,而远离焊缝的区域,残余应力较小。所得到的多层焊沿厚度方向的残余应力分布规律符合实际,以及所计算的焊接变形与实测结果相吻合,这些可以为实际工程应用提供参考依据。