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船用殷钢的激光焊接

2021-11-19

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殷瓦钢,1896年法国物理学家意外发现,成分为镍36%、铁63.8%、碳0.2%的镍铁合金却出现了反常热膨胀现象,在230℃以下的温度范围内,这种合金材料的尺寸几乎不随温度变化而发生改变。但是这种钢与普通钢特性有很大的不同,它的合金含量比一般的钢要高很多,因此就会造成焊接性能差。所以殷瓦钢的焊接,也被称为世界上难度最高的焊接技术。

目前殷瓦钢焊接一般采用钨极氩弧焊,该工艺热输入大,工件变形和热影响区较大,且易产生热裂纹,难以保证焊接接头强度。激光焊与上述方法相比,具有聚焦光斑密度高、热输入小、焊缝窄、热影响区小、焊接变形小、焊接速度快等优点,因此非常适合热裂倾向大的殷瓦钢的焊接。
 

激光焊是殷瓦钢薄板焊接的发展方向之一,但激光能量集中,会在焊接过程中产生较大的温度梯度,从而导致较大的焊接应力,影响焊接头的强度。因此从降低焊接温度梯度的角度出发,提出了殷瓦钢的局部预热双光束激光焊接方法:利用分光法获得双光束,前一束激光预热,后一束激光焊接,预热与焊接同步进行。利用双光法降低焊接温度梯度,来提高焊接接头的强度,为实现殷瓦钢的高强度焊接提供实验依据。

试验材料采用厚度为0.7mm的殷瓦钢Invar36薄板。焊接实验前,使用线切割方法将Invar36切割成尺寸30mmx80mmx0.7mm的对焊式样,进行对焊试验。对薄板表面及接头端先用砂纸打磨,再用丙酮清洗。保护气体采用氩气,流量为15L/min。焊接速度为200mm/min。试验所用焊接设备采用Nd:YAG型固体毫秒脉冲激光器,功率0~1300W连续可调,可以进行单光束和双光束激光脉冲焊接。

电话: 15000453032