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                  16Mn無縫鋼管,16Mn無縫管,16Mn鋼管,16MnDG無縫鋼管-天津寶嶺鋼管貿易有限公司


                  106W/cm2激光16mn無縫管焊縫的成形機理

                  106W/cm2激光16mn無縫管焊縫的成形機理

                  • 所屬:16MnDG無縫鋼管
                  • 時間:2019-05-10 21:37:12
                  • 來源:
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                  106W/cm2激光16mn無縫管焊縫的成形機理

                  即在能量密度大于106W/cm2激光光束作用下,為了研究大功率光纖激光焊在30416mn無縫管上的焊縫成形,使用57kW激光功率,10100mm/焊接速度在16mm厚的304奧氏體16mn無縫管上進行全覆蓋參數試驗。隨后觀察了焊縫的熔深、熔寬、焊縫形狀等成形參數。結果表明,焊接速度低于20mm/時,焊縫表面會形成隆起,熔深隨速度減慢,迅速增加;焊接速度在3040mm/時,焊縫表面變得凹凸不平且兩邊存在咬邊,熔深隨速度減慢且小幅增加;焊接速度介于50mm/和90mm/之間時,焊縫的熔深和熔寬幾乎不變;而當速度達到100mm/時,熔深急劇減小,且釘頭形焊縫的形狀發生了很大的改變。通過以上試驗結果結合小孔效應和熔池特性分析了16mn無縫管激光焊縫的成形機理,對大功率光纖激光焊接形成了更全面的認識。關鍵詞:30416mn無縫管;光纖激光焊;小孔效應;成型機理 

                  305.jpg5630.2014.03.012Astudionformatofhighpowerfiberlasweldof304stainlesssteelGONGHongwei,LENGXiaochunShanghaiNo.1MachinToolWorkCo.,Ltd.,Shanghai201308,ChinaAbstractAfullcoveragexperiwith5-7kWlaserpowerand10-100mm/weldspeedarmadetostuditheweldbeadformatofhighpowerfiberlaserweldon304 q345d無縫方管austinitstainlesssteel.Then,weldformatcharacteristsuchaspenetrdeepth,weldbeadwidthandshapearobserved.Theresultshowthathumpoccurandpenetrdepthincreasrapidliwhenthetravelspeedislowerthan20mm/s;weldbeadislowerthantheinitisurfacoccasionandundercutoccurwhenthetravelspeedis30-40mm/s;welddepthandwidtharalmostthesamewhenthetravelspeedaramong50-90mm/s;welddepthdecreassuddenliandshapeofnail??likweldchangalotwhenthetravelspeedarrivat100mm/s.Byanalystheresultinconnectwiththekeyholandmeltpoolcharacteristics,wehaveadeeperunderstandoftheweldformatmechanandhighpowerfiberlaserwelding.Keiword304stainlesssteel;fiber??lasweld;keyhole;formatmechan激光焊接技術的不斷發展,大功率激光焊接16mn無縫管(激光功率5kW以上)逐漸進入了工業領域。目前世界上用于工業焊接的激光器主要有CO2激光和光纖圖1不同材料對不同波長激光的吸收率 Fig.1A bsorptratioofdiffermateriwithdifferlaserwavelength激光兩類。CO2激光以CO2氣體作為工作介質,其激光波長為10.6μm,而光纖激光則以光纖作為工作介質,其激光波長為1.07μm目前世界上兩種激光都研發出了15kW以上的激光器,且都擁有較好的光束質量。但由于工業中常用的鐵基母材對光纖激光的吸收率要大于CO2激光(見圖1,且光纖激光具有光電轉化率高、柔性、維護成本低等特點,故光纖激光在工業領域具有一定的優勢。本文所采用的即是最大功率為15kW多模光纖激光器。本試驗所使用的母材為304奧氏體16mn無縫管,與其他類型的鋼相比,奧氏體16mn無縫管是較易焊接的,任何溫度下都不發生相變,對氫不敏感,焊接接頭在焊態下具有較好的塑韌性[1]。30416mn無縫管在工業中的應用十分廣泛,研究它激光焊接性能是十分有必要的以激光焊為代表的高能束焊,最重要的特征是小孔效應。金屬發生熔化的同時發生氣化,氣化所產生的反沖壓力將四周的熔化金屬排開從而形成小孔。小孔效應是研究焊縫成形的基礎。除此之外,熔池流動也是焊縫成形的重要影響因素,而激光焊的熔池流動與蒸汽壓、表面張力等多種內部驅動力有非常復雜的聯系[2]。光學儀器第36卷 第3期龔宏偉,等:30416mn無縫管大功率光纖激光焊成形研究 一般而言,對于特定型號(光源、光纖尺寸、焦距、光斑直徑等均相同)激光焊接系統,影響焊縫成形的主要參數為:激光功率、焊接速度和離焦量。激光功率與熔深成正比;焊接速度與熔深以及熔寬均成正比[3];離焦量對焊縫的影響較為復雜,不同焊接設備、焊接參數下會產生不同的結果[3??6]。對于本文的光纖激光焊機而言,經過多次試驗得知,離焦量在0附近時熔深最大,增大或減小離焦量均會使熔深減小。本試驗的目的通過獲得不同激光焊接參數下的焊縫成形特征(熔深、熔寬等),總結出小孔效應在激光焊中對焊縫成形的影響。圖2試件形式 Fig.2Formoftestsample1試驗方法本試驗所用的30416mn無縫管板厚度為16mm為了簡化試驗步驟,激光束直接作用于一塊鋼板的表面,等效于間隙為016mn無縫管鋼板對接接頭,試件形式如圖2所示。由于本次試驗的目的給焊接6.35mm試板對接接頭提供參考,因此,采用了全覆蓋試驗,選擇的激光功率范圍為57kW每1kW遞進),焊接速度為10100mm/每10mm/遞進);為了減少試驗數量,僅選用無離焦量一種。焊接完成后將三塊試板沿中心割開,拋光并腐蝕剖面后,使用游標卡尺分別測量每條焊縫熔深和熔寬。2試驗結果 2.1焊縫熔深圖3給出了所有試驗焊接參數下焊縫熔深的變化曲線。由圖可知,16mn無縫管焊接速度相同的條件下,激光功率越大,熔深也越大。但在激光功率相同的情況下,熔深圖3不同焊接參數下的焊縫熔深 Fig.3Penetrdepthofdifferent


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