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9crsi圆钢小孔效应和熔池的流动

文章出处:www. 人气:26发表时间:2019/5/10
9crsi圆钢小孔效应和熔池的流动

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2.3焊缝成形图5所示为6kW激光功率下不同焊接速度时典型的焊缝表面和剖面照片。由图可知,焊接速度在50mm/以上时,焊缝表面均有均匀的凸起,飞溅也较少,但当速度达到100mm/时,焊缝形状突然发生了改变,熔深和熔宽均大幅减小;当焊接速度在50mm/以下时,随着9crsi圆钢焊接速度的减小,焊缝熔深开始增加,飞溅也开始变多,焊缝先是出现咬边,随后又出现了周期性的隆起。图4不同焊接参数下的9crsi圆钢焊缝熔宽 Fig.4Beadwidthofdifferlaserparamet图5不同焊接速度下的焊缝表面及剖面 Fig.5Weldbeadsurfacandcrosssectionofdiffertravelspeed3讨论以下结合9crsi圆钢小孔效应和熔池的流动对上述现象进行分析:Fabbro[2]采用高速摄像头观察了80330mm/焊接速度时的焊缝成形过程,其中80mm/和100mm/焊缝成形与本文吻合(如图6所示)80mm/时高速摄像机观察到熔池在小孔周围形成较为均匀的凸起,形成稳定的焊缝,仅有一些小飞溅主要从小孔前端飞出;100mm/时高速摄像头观察 9crsi圆钢的焊缝成形与本文焊缝比较 Fig.6Comparweldformatinrefer[2] withthipaper′s小孔较深部位有熔池金属液体周期性地从小孔后部溢出,使熔池产生前后摆动,干扰了小孔的形成[7],这很好地解释了焊缝熔深突然变小的现象。5090mm/焊接速度下,焊缝形状和熔深几乎没有变化,这说明在此速度区间内,小孔能够保持稳定,熔池流动也比较平稳。当焊接速度低于50mm/时,焊缝熔深迅速增加,同时熔宽也大幅增大,钉头”部分变大。30mm/和40mm/时焊缝表面变得凹凸不平,同时两边形成咬边;20mm/和10mm/时焊缝表面形成比较大的隆起,但咬边消失。由于缺少高速摄像头的图像,推测产生以上现象的原因为:随着焊接速度的减小,热输入增加,焊缝表面所熔化的金属增多(此时“钉头”部分变大),小孔附近的蒸汽压使钉头部分的熔化金属溢出,速度较快时,从小孔前端溢出的金属流向小孔的两侧,将从小孔后部溢出的金属向中间推动,因此形成了咬边;速度较慢时,大量熔化金属周期性地从小孔后部“涌”出,两侧溢出的金属不足以推动这些熔化金属,因此形成了周期性的隆起。而熔深增大的原因可能有两种:其一,小孔底部的蒸汽压力变大,打破了与底部熔化金属表面张力的平衡,造成小孔向母材内部“钻孔”;其二,由于越来越多表面母材的熔化和溢出造成实际的母材厚度变小。4结论综上所述,通过以上激光焊接试验、数据采集、结果观察以及分析,激光焊缝的成形与小孔效应以及熔池特征有着极为密切的关系,通过以上分析可以得到以下结论:1合理的焊接参数范围内,没有熔池金属溢出,小孔和熔池均处于稳定状态,此时同一功率下的焊缝熔深基本相同。对于本试验而言,57kW激光功率下,5090mm/焊接速度为此合理焊接参数范围;2超出结论1所述的焊接参数范围,小孔或熔池将变得不稳定,从而造成熔深的减小或增加,同时伴有咬边、焊缝隆起等外观缺陷。参考文献: