船用Q235鋼T型結(jié)構(gòu)件的激光-電弧復(fù)合高效焊接技術(shù)研究.pdf

1、我國船舶建造中自動化焊接裝備落后，先進高效焊接技術(shù)推廣不足，這些已經(jīng)成為制約我國造船業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。目前高效焊接技術(shù)的研究主要集中在對接焊縫，而非角焊縫。但是，T型接頭是船舶焊接中主要的接頭形式，傳統(tǒng)電弧在高速焊接時會產(chǎn)生飛濺嚴(yán)重、焊腳不足和咬邊等缺陷。所以，在本實驗室前期研究的基礎(chǔ)上，采用激光-MAG復(fù)合焊接工藝進行船用T型結(jié)構(gòu)件的高效焊接，從焊接工藝角度研究角焊縫成形的規(guī)律，進而分析焊后接頭的組織和力學(xué)性能，并進行焊接裝備及工藝的

2、示范應(yīng)用。
　　通過對激光-MAG復(fù)合表面堆焊過程的電弧形態(tài)和焊縫成形進行研究，發(fā)現(xiàn)激光能吸引、壓縮電弧，穩(wěn)定焊接過程，減小飛濺。同時，激光的加入使焊接熱輸入增加，攪拌熔池，促進了焊縫金屬在母材上的鋪展，抑制高速焊接時咬邊缺陷產(chǎn)生的同時也增加熔深。對T型接頭的MAG焊、雙絲MAG焊和激光-MAG復(fù)合焊等焊接工藝進行對比，發(fā)現(xiàn)復(fù)合焊在不增加焊接電流的情況下，功率為1.5千瓦的激光就能使角焊縫的咬邊臨界焊接速度比單絲MAG焊提高1倍左

3、右。詳細(xì)分析復(fù)合焊主要工藝參數(shù)對角焊縫成形質(zhì)量的影響后，發(fā)現(xiàn)光絲間距、電弧焊接電流和焊槍傾角對角焊縫的底板咬邊影響顯著，而焊絲偏移量是影響角焊縫肋板咬邊最主要的工藝參數(shù)。在本試驗條件下，1～2 mm的光絲間距、2mm的焊絲偏移量、45°～50°的焊槍傾角和330～340A電弧焊接電流與1.5kW的激光復(fù)合可以最大限度的減小底板和筋板咬邊傾向，提高焊接速度至1.5 m/min。
　　對接頭的組織觀察和顯微硬度測試表明，相比MAG焊接

4、頭，激光-MAG復(fù)合焊T型接頭的組織得到細(xì)化，顯微硬度值更高。力學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)兩者的抗拉強度差異較小，但底板拉伸時復(fù)合焊接頭比有咬邊缺陷的MAG焊接頭的塑性變形能力更強，塑性更佳。底板的輕微咬邊對“筋板疲勞”性能的影響顯著，而對“底板疲勞”性能影響不大。所以在“筋板疲勞”性能方面，激光-MAG復(fù)合焊T型接頭具有明顯優(yōu)勢。而在沖擊性能方面，激光-MAG復(fù)合焊接接頭也表現(xiàn)優(yōu)異，接頭的沖擊功達(dá)到了母材的91.5％。
　　最后，將改進后的