激光焊接機對可硬化鋼材焊接研究
發布時間：2014-08-20
激光束的最重要特性之一是高的聚焦亮度，與傳統焊接方法相比，激光焊接機焊接速度非常高，因而傳遞給材料的能量仍然是小的，能夠減少和避免焊接結構的變形。然而，高的焊接速度導致使某些材料具有高的硬度值，冷卻速度太快導致在焊縫內形成裂紋。這個問題對于激光焊接碳含量大于0.25%（質量分數）的碳素鋼和碳含量超過0.2%（質星分數）的低合金鋼是非常重要的。應用于動力機車的重要級別的鋼通常是不能用激光進行可靠的焊接的，如Cf53(AISI 1050)、C67(AISI 1070)、42CrM04(AISI 414074142)、和50CrV4 (SAE6150)等。
從冶金學的觀點出發，要避免冷裂紋，要求降低激光產生的高的冷卻速率來抑制馬氏體相變。實現降低冷卻速率的一個成功技術是疊加感應能源，提供即時熱處理。激光感應復合最重要的優點是焊接和熱處理可以同步進行，熱處理效應與鋼的級別和部件的剛度、峰值溫度有關，與溫度-時間周期、預熱和／或后熱周期以及感應場的穿透深度有關。因而，激光感應復合焊可以無裂紋地焊接上述鋼種以及熱處理鋼、火焰和感應硬化鋼、容器硬化鋼和彈簧鋼。
激光-感應復合焊焊縫的無裂紋宏觀斷面如圖4-37所示。
圖4-37 激光-感應復合焊焊縫的無裂紋宏觀斷面（板厚為6mm）
a)C+53鋼(AISI ioso/ioss) b)c 67鋼(AISI 1070)
c) 42CrM04鋼(AISI 414074142) d)50CrV4鋼(SAE 6150)
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