Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝及接頭組織性能研究

Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝及接頭組織性能研究Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝及接頭組織性能研究

引言：

隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)于焊接技術(shù)的要求也越來(lái)越高。在某些特殊領(lǐng)域，傳統(tǒng)的單一焊接工藝已經(jīng)無(wú)法滿足需求，因此需要開(kāi)展復(fù)合焊接技術(shù)的研究。本文以Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝為研究對(duì)象，探究其在接頭組織性能方面的表現(xiàn)。

一、實(shí)驗(yàn)材料和方法：

1.實(shí)驗(yàn)材料：采用Q355ND高強(qiáng)鋼作為焊接材料。

2.實(shí)驗(yàn)方法：

(1)鋼板準(zhǔn)備：將Q355ND鋼板切割成尺寸為300mm×150mm×10mm的試樣。

(2)接頭設(shè)計(jì)：采用正方形接頭設(shè)計(jì)，并進(jìn)行表面處理。

(3)復(fù)合焊接工藝：采用激光-MAG復(fù)合焊接工藝，其中激光焊接為預(yù)熱工藝，MAG焊接為填充焊接工藝。

(4)焊接參數(shù)：激光功率為4kW，激光偏振角為45°，激光預(yù)熱時(shí)間為5s，MAG填充焊接電流為150A。

(5)剖面觀察：采用金相顯微鏡觀察焊接接頭的橫截面組織結(jié)構(gòu)。

三、研究結(jié)果與分析：

通過(guò)金相顯微鏡觀察焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)焊接區(qū)域存在明顯的熔池區(qū)、熱影響區(qū)和基材區(qū)。

1.熔池區(qū)：熔池區(qū)呈現(xiàn)典型的等軸晶和柱狀晶結(jié)構(gòu)，晶粒較細(xì)小，且分布均勻。激光焊接能量高，使得熔池區(qū)溫度快速升高，在快速冷卻時(shí)形成細(xì)小晶粒，進(jìn)而提高了焊接接頭的強(qiáng)度和韌性。

2.熱影響區(qū)：熱影響區(qū)呈現(xiàn)出晶粒細(xì)化的趨勢(shì)，晶粒尺寸比基材區(qū)略小。MAG填充焊接時(shí)產(chǎn)生大量的熱輸入，導(dǎo)致熱影響區(qū)的晶粒尺寸變細(xì)，同時(shí)也使得接頭的硬度降低。

3.基材區(qū)：基材區(qū)的晶粒尺寸較熱影響區(qū)略大，且分布較均勻?；膮^(qū)沒(méi)有經(jīng)歷高溫焊接過(guò)程，晶粒尺寸較大，但強(qiáng)度相對(duì)較低。

四、接頭性能測(cè)試：

1.強(qiáng)度測(cè)試：采用拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)焊接接頭進(jìn)行拉伸強(qiáng)度測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焊接接頭的強(qiáng)度能夠滿足要求，達(dá)到了Q355ND鋼板的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。

2.韌性測(cè)試：采用沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)焊接接頭進(jìn)行沖擊韌性測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，焊接接頭的韌性表現(xiàn)良好，能夠承受一定的沖擊載荷。

3.斷口形貌分析：通過(guò)斷口形貌分析，發(fā)現(xiàn)焊接接頭的斷口為韌性斷口，斷口形貌呈現(xiàn)典型的韌性斷裂特征。這表明焊接接頭的韌性較好，具備一定的抗變形能力。

五、結(jié)論：

本研究通過(guò)Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝在接頭組織性能方面的研究，得出以下結(jié)論：

1.采用Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝能夠有效提高焊接接頭的強(qiáng)度和韌性。

2.焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出明顯的熔池區(qū)、熱影響區(qū)和基材區(qū)，并且各區(qū)域晶粒尺寸分布均勻。

3.焊接接頭的拉伸強(qiáng)度和沖擊韌性都滿足要求，具備一定的抗變形能力。

綜上所述，Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝在接頭組織性能方面具備良好的表現(xiàn)，對(duì)于特殊領(lǐng)域的焊接需求具有較大的應(yīng)用潛力通過(guò)對(duì)Q355ND高功率雙束激光-MAG復(fù)合焊接工藝進(jìn)行研究，我們得出了以下結(jié)論：該工藝能夠有效提高焊接接頭的強(qiáng)度和韌性，使其達(dá)到了Q355ND鋼板的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。焊接接頭的組織結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出熔池區(qū)、熱影響區(qū)和基材區(qū)，并且各區(qū)域晶粒尺寸分布均勻。拉伸強(qiáng)度和沖擊韌性測(cè)試結(jié)果表明，焊接接頭具有良好的