造船業(ye) 是國家的命脈工業(ye) 。在造船工業(ye) 中,需要大量的接頭連接,而70%的連接是T型接頭。傳(chuan) 統的T型接頭一般采用電弧焊,但電弧焊存在其固有的缺點,成形差,焊接效率低,熱影響區較大,熔深一般比較低。激光複合焊的高能量密度而具有低熱輸入、高焊速、大深寬比焊縫、窄熱影響區、極小的焊接變形等特點,焊接的T型接頭具有高效,成形美觀,較小的焊接變形的優(you) 勢,焊接接頭的力學性能優(you) 異。用激光焊接代替傳(chuan) 統的電弧焊接對造船業(ye) 有潛在的優(you) 勢和前景。
采用CO2激光-MIG複合焊接技術,對常用的14mm厚CCS-A船用鋼板的T型接頭進行雙麵焊接,並分析其微觀組織和硬度。母材為(wei) 板厚14mm的CCS-A船用鋼板,焊絲(si) 為(wei) Φ1.2mm的JM56,其化學成分如表1所示。實驗采用德國TRUMPF生產(chan) 的CO2激光器,其最大輸出功率為(wei) 15kW,激光波長為(wei) 10.6μm,焦距為(wei) 350mm。
焊接速度為(wei) 1.1m/min,激光功率為(wei) 9~12kW,離焦量為(wei) -2mm,送絲(si) 速度為(wei) 11.5m/min,MIG焊絲(si) 伸出長度為(wei) 16mm,激光電弧間距為(wei) 4mm左右。
在激光MIG複合焊接此T形接頭時,采用不開坡口的雙麵焊接工藝,激光與(yu) 麵板角度為(wei) 8°。其他優(you) 化確定的焊接工藝參數還包括:側(ce) 吹氣體(ti) 為(wei) 純He,流量為(wei) 30L/min;保護氣體(ti) 為(wei) 75He%+25Ar%,流量為(wei) 30L/min;激光距腹板的距離為(wei) 1mm左右。
焊接結果表明,激光MIG複合焊接後T形接頭的焊縫成形良好,表麵幹淨,飛濺很少,無咬邊等缺陷。
在優(you) 化的焊接參數條件下,雙麵T型焊接能完全焊透14mm厚的鋼板,焊縫表麵成形美觀,呈現凹形。焊縫質量(無裂紋、氣孔和夾渣等焊接缺陷)宏觀檢測符合GJB要求。
複合焊接焊縫組織為(wei) 針狀鐵素體(ti) +馬氏體(ti) +少量粒貝;熔合區為(wei) 鐵素體(ti) +粒貝+少量馬氏體(ti) ;粗晶區為(wei) 粗大馬氏體(ti) ,但範圍較窄,降低了其對接頭性能影響;細晶區主要為(wei) 細小的馬氏體(ti) ;不完全重結晶區為(wei) 針狀鐵素體(ti) +原始鐵素體(ti) +馬氏體(ti) 。
T型雙麵焊接第二道焊接熱輸入使第一道焊縫細晶區晶粒長大,硬度降低。複合焊焊接接頭硬度呈馬鞍形對稱分布,由母材逐漸增大,在熱影響區細晶區達到最大,在焊縫區又降低,出現一個(ge) 平台區。接頭硬度最大值為(wei) 375.3HV。
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