厚板窄間隙多層單道激光-電弧復(fù)合焊接過程穩(wěn)定性研究.pdf

1、在艦船、管道、潛艇以及核設(shè)施等國防工業(yè)裝備逐漸大型化的趨勢下，厚板的焊接已然是建造這些大型裝備不可或缺的工藝。然而，由于厚板焊接具有工藝穩(wěn)定性難以控制等問題，受到國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注。其中，厚板焊接的過程穩(wěn)定性又是直接關(guān)系到焊接成敗的關(guān)鍵問題。焊接過程的失穩(wěn)將導(dǎo)致電弧不穩(wěn)定存續(xù)及熔滴間續(xù)過渡，形成未熔合等缺陷，嚴(yán)重影響構(gòu)件服役性能。因此，開展系統(tǒng)的厚板焊接實驗及模擬仿真研究，從電弧及熔滴穩(wěn)定性、缺陷形成機(jī)理、焊接過程溫度場及應(yīng)力場等

2、不同角度對厚板焊接過程進(jìn)行分析，最終確立能夠?qū)崿F(xiàn)高效、穩(wěn)定焊接的工藝窗口，進(jìn)而實現(xiàn)不同厚度板材的優(yōu)質(zhì)焊接。本文研究內(nèi)容主要包括：
　?。?）窄間隙下激光-電弧復(fù)合焊接電弧穩(wěn)定性機(jī)理研究。通過高速攝像觀察和分析，考察并探討激光功率、焊接電流、坡口間隙和光絲間距等工藝參數(shù)對焊接電弧穩(wěn)定性的影響規(guī)律，闡述電弧穩(wěn)定性的影響機(jī)制。建立工藝參數(shù)同電弧穩(wěn)定性的多元非線性回歸模型，從而在實際生產(chǎn)中方便快速確定最佳工藝參數(shù)組合。相關(guān)研究內(nèi)容見第3章

3、。
　　（2）窄間隙下激光-電弧復(fù)合焊接熔滴過渡行為的研究。通過高速攝像觀察和分析，研究坡口間隙、焊接電流和光絲間距對于熔滴過渡行為的影響，總結(jié)熔滴過渡的一般規(guī)律。利用外加磁場對熔滴過渡行為進(jìn)行影響，并對熔滴過渡時的受力狀態(tài)進(jìn)行分析。相關(guān)研究內(nèi)容見第4章。
　?。?）厚板窄間隙激光-電弧復(fù)合焊接頭缺陷形成原因及抑制方法的研究。提出了利用激光清洗技術(shù)清洗多層單道焊層間夾渣的方法，克服了以往機(jī)械打磨的方式受制于窄間隙空間狹小，不

4、易打磨徹底從而易形成夾渣的缺點。對于層間未熔合缺陷，提出了層間未熔合缺陷產(chǎn)生的“對生生長”和“單側(cè)生長”模式，以及層間未熔合缺陷的抑制方法。相關(guān)研究內(nèi)容見第5章。
　?。?）不同厚度厚板窄間隙多層單道激光-電弧復(fù)合焊的研究。綜合前面三章研究得出的電弧穩(wěn)定性的規(guī)律、熔滴過渡穩(wěn)定的規(guī)律以及焊接缺陷的形成原因和抑制措施的研究結(jié)果，綜合設(shè)計坡口形式，采用合適工藝參數(shù)，實現(xiàn)不同厚度厚板的焊接。并以40mm厚的厚板焊接為例，對接頭的力學(xué)性能、