超薄不锈钢片的微激光焊接工艺研究

采用微型脉冲激光实现了0.2mm厚321不锈钢片的对接焊,并通过正交优化设计对工艺参数进行了优化,研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是脉冲功率百分比为15、脉冲频率为5Hz、脉冲宽度为2.1ms,此时焊接接头的承载能力达到母材的95%。当微激光焊的脉冲能量过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿,当脉冲宽度较小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者都会导致焊接接头的承载能力较差。承载能力较高的焊接接头其显微组织由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘细小的柱状晶组成。

不锈钢超薄板力学性能的尺度效应

为研究304不锈钢超薄板力学性能与试样尺寸、晶粒尺寸的相关性,应用自制的超薄板专用夹具进行拉伸试验,分析超薄板的厚度、晶粒尺寸对材料力学性能的影响。试验结果表明,随着试样厚度减小,材料的屈服强度先减小而后明显增大。这是因为,当试样厚度大于200μm时,表面层效应起主导作用;当试样厚度小于200μm时,应变梯度效应和表面层钝化膜共同作用。同一厚度下,改变试样的晶粒尺寸结果表明,当厚度尺寸和晶粒尺寸的比值小于2时,板料在厚度方向已没有内部晶粒,位错很容易滑移出自由表面,应力-应变曲线显著降低。

不锈钢薄板光纤激光焊接的组织与性能觹

采用GSI的JK-200FL型连续光纤激光器实现了0.2mm厚304不锈钢片的对接焊。在氩气保护下,优化后工艺参数为激光功率90W,光斑直径0.2mm,焊接速度1200mm/min,获得成形良好、无缺陷的焊缝。采用金相显微镜可见焊缝组织由边缘细小的柱状晶和中心部位细小的等轴晶组成。经硬度测试和弯折测试,表明焊缝处的硬度和强度均达到甚至超过母材。

单片机CTAW弧长自动控制研究

为提高焊接自动化程度和焊缝质量，研制了以ＭＣＳ－５１刊单片机为核心的弧长自动跟踪和自动接触引弧控制系统．该系统利用数理统计法进行弧长采样，省略了采样电路中Ａ／Ｄ转换环节，使控制系统不仅有良好控制性能，而且结构简单，抗干扰能力强．采用计算机控制的自动接触引弧技术，引燃可靠，钨电极污染极小，并避免了高频高压引弧对电子线路和环境的危害．