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奥氏体不锈钢应用广泛,焊接性能较好。但奥氏体不锈钢丝冷拔生产导致的加工硬化使奥氏体不锈钢丝强度提高,塑性和焊接性下降严重。另外奥氏体不锈钢丝因为直径小,丝与丝的对焊对焊接装配精度以及焊接能量控制精度要求特别高所以难以采用对接焊。而激光焊接优势在于热输入低,焊接精度高,因此很适合奥氏体不锈钢丝的对接焊,所以小尺寸的奥氏体不锈钢丝的激光对接焊接具有广阔的应用前景和市场。 实验对激光焊接参数以及激光焊接设备的硬件对焊接结果的影响进行了理论分析以及研究,最终确定了实验焊接设备谐振腔腔镜,优化了峰值功率、脉冲宽度、离焦距离等焊接参数,同时确立了焊点数目以及焊点排布,更好地控制了奥氏体不锈钢丝激光对接焊中激光能量密度以及激光能量密度分布。直径1mm的奥氏体不锈钢丝对接焊实验采用的参数为脉冲宽度6ms,峰值功率0.9kw;0.5mm和0.3mm直径的奥氏体不锈钢丝对接焊实验分别采用0.7kw和0.15kw的峰值功率,6ms脉宽作为实验参数。 针对丝状端面这一特殊结构,焊接实验前对焊接接头的形状进行加工,从力学角度改善焊接端面。采用包括设置阶梯形貌的端面和改变端面角角度的方式,增大了焊接端面的面积,增加了有效焊点的数目从而强化了接头的力学性能。在理论上对焊接接头进行力学分析并建立线性方程,并对不同端面角激光对接焊实验数据进行线性拟合,实验数据符合理论线性方程,同时用阶梯状焊接端面的接头抗拉性能验证实验结论。直径1mm的奥氏体不锈钢丝激光对接点焊实验证明,15。端面角的焊接接头比90。端面角的焊接接头所能承受的最大拉力增加了30.05%。 针对奥氏体不锈钢丝母材加工硬化效应以及焊点增多热输入量变大导致的接头塑性过低的现象,实验从材料学的角度对焊缝表面进行成分和微观组织优化。焊前对焊接接头预涂粉末材料包括Fe55和Ni60粉末进行实验研究。实验结果表明,焊前预涂Ni60粉末在改善了接头的几何外形的同时在焊缝表面产生细晶强化作用,有效较少焊缝表面的应力腐蚀现象。对直径1mm的316奥氏体不锈钢丝焊缝采用焊前预涂Ni60粉末的焊前处理,增强了焊接接头的塑性并且小幅度增强了焊接接头的抗拉强度。 小角度端面加工和预涂Ni60的焊前处理同样增强0.3mm和0.5mm直径奥氏体不锈钢丝达26.3%和30.6%。的激光对接焊以及316/304异种接头焊接接头强度提升达36.5%。