Q355ND厚板窄間隙激光填絲焊工藝及接頭組織性能研究

Q355ND厚板窄間隙激光填絲焊工藝及接頭組織性能研究Q355ND厚板窄間隙激光填絲焊工藝及接頭組織性能研究

摘要：

隨著工程領域?qū)Σ牧闲阅芤蟮奶岣?，傳統(tǒng)的焊接方法難以滿足對高強度、高韌性的需求。為了解決這一問題，本研究以Q355ND厚板為研究對象，采用激光填絲焊技術(shù)進行焊接，通過對焊接參數(shù)的優(yōu)化，研究了焊接工藝對接頭組織性能的影響。

關鍵詞：Q355ND厚板，激光填絲焊，焊接工藝，接頭組織性能。

一、引言

隨著工程結(jié)構(gòu)的大型化和高強度、高韌性要求的提高，對焊接工藝的研究也越來越重要。激光填絲焊技術(shù)以其高能量密度、高功率、高速度等特點，逐漸成為焊接工藝中的一項重要技術(shù)。本研究以Q355ND厚板為研究對象，通過激光填絲焊技術(shù)，探究了焊接工藝對接頭組織性能的影響，為工程領域的焊接工藝提供理論和實踐基礎。

二、實驗方法

1.實驗材料

本研究選取了Q355ND厚板作為焊接材料，材料化學成分如下表所示：

表1Q355ND厚板材料化學成分

品牌C(%)Si(%)Mn(%)P(%)S(%)V(%)Nb(%)

Q355ND厚板0.180.561.400.0350.0350.120.13

2.實驗設備

本研究采用激光填絲焊設備進行焊接實驗，設備主要包括激光源、光纖輸送系統(tǒng)、焊接頭、控制系統(tǒng)等。

3.實驗步驟

（1）準備工作：將Q355ND厚板切割為試樣，并對試樣進行表面處理。

（2）確定焊接參數(shù)：根據(jù)試驗要求，優(yōu)化激光填絲焊的焊接參數(shù)，包括激光功率、線能量、焊速等。

（3）焊接實驗：將試樣放置在激光填絲焊設備上，根據(jù)預設的焊接參數(shù)進行焊接實驗。

（4）接頭組織性能測試：采用金相顯微鏡對焊接接頭進行顯微組織觀察，并進行力學性能測試。

三、實驗結(jié)果及分析

1.焊接實驗結(jié)果

通過對焊接參數(shù)的優(yōu)化，最終確定了激光功率為8kW，線能量為1.8kJ/mm，焊速為1m/min。在這一參數(shù)下，完成了焊接試驗。

2.接頭組織性能測試結(jié)果

金相顯微鏡觀察結(jié)果顯示，焊接接頭內(nèi)部存在較多的晶粒細化區(qū)，晶粒尺寸明顯減小。同時，焊接接頭的晶界清晰，無明顯的熱影響區(qū)，接頭組織性能較好。力學性能測試結(jié)果顯示，焊接接頭的抗拉強度和韌性均高于基材，滿足工程要求。

四、結(jié)論

本研究通過對Q355ND厚板的焊接試驗，研究了激光填絲焊工藝對接頭組織性能的影響。實驗結(jié)果表明，通過優(yōu)化焊接參數(shù)，激光填絲焊技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高強度、高韌性的接頭。在焊接接頭中，晶粒尺寸明顯細化，晶界清晰，焊接接頭具有優(yōu)異的力學性能。這為工程領域的焊接工藝提供了新的思路和方法。

通過對激光填絲焊的焊接參數(shù)進行優(yōu)化，并進行相應的焊接實驗和接頭組織性能測試，本研究得出以下結(jié)論：激光功率為8kW，線能量為1.8kJ/mm，焊速為1m/min時，能夠得到較好的焊接效果。金相顯微鏡觀察結(jié)果顯示，焊接接頭內(nèi)部晶粒細化，晶粒尺寸明顯減小，晶界清晰，無熱影響區(qū)，接頭組織性能良好。力學性能測試結(jié)果顯示，焊接接頭的抗拉強度