304不锈钢激光焊接头微观组织与力学性能研究

  不锈钢板大范围的应用于常压容器以及生物工程、化学工程、航空、核工业等领域。304不锈钢作为奥氏体不锈钢的一种，有耐蚀性好、无磁性等优点，具有较高的韧性和塑性。近些年来，在航空航天、电子器件、医疗器械、核工业、机械仪表等方面的应用慢慢的变多。因此，不锈钢制品的封装和焊接变得十分重要。传统的焊接方法虽然能够对304不锈钢进行焊接，但激光焊接具有传统焊接不能够比拟的优点，能有效地提高焊接质量减少焊接缺陷。304不锈钢板焊接技术的研究便是在这种背景下产生的。

  本课题使用激光焊设备对304不锈钢进行对接焊接，对焊接接头进行微观组织观察和力学性能测试。

  主要研究方法：运用激光焊接对304不锈钢进行对接试验；运用线不锈钢进行采样，并制作金相试样；运用奥林巴斯光镜对制好的金相试样的不一样的区域进行微观组织观察；运用显微硬度测试仪对金相试样进行显微硬度测试；运用液压伺服试验机对加工好的接头进行拉伸试验，测试其力学性能。

  目前304不锈钢的激光焊接主要应用领域为汽车行业军工行业。随着全世界汽车产业的蓬勃发展，作为先进制造技术代表的激光加技术大范围的应用于汽车制造业中。充分的发挥了激光加工精益、敏捷和柔性的技术优势。其中以激光切割和焊接技术在车身制造中的应用最为广泛。因此各国正积极的研究不锈钢激光焊。

  光纤激光焊是一种高能焊接方法，能很好的解决焊接缺陷问题，得到高质量的焊接接头。本文运用激光焊对304不锈钢板材进行对接试验，接头形式为对接接头。对304不锈钢焊接头进行接头的微观组织观察、接头显微硬度测试与力学性能测试，课题研究为304不锈钢焊接工艺提供参考，同时为304不锈钢在载运工具中大范围的应用奠定基础。

  不锈钢板大范围的应用于常压容器以及生物工程、化学工程、航空、核工业等领域。304不锈钢作为奥氏体不锈钢的一种，有耐蚀性好、无磁性等优点，具有较高的韧性和塑性。近些年来，在航空航天、电子器件、医疗器械、核工业、机械仪表等方面的应用慢慢的变多。因此，不锈钢制品的封装和焊接变得十分重要。传统的焊接方法虽然能够对304不锈钢进行焊接，但激光焊接具有传统焊接不能够比拟的优点，能有效地提高焊接质量减少焊接缺陷。304不锈钢板焊接技术的研究便是在这种背景下产生的。

  本文采用连续光纤激光焊对304不锈钢（150×50×1.45）进行了对接焊。采用线不锈钢接头进行采样，并进行金相试样的制备。运用奥林巴斯光镜对制好的金相试样的不一样的区域进行显微组织观察。运用显微硬度测试仪对金相试样进行显微硬度测试。运用大型材料伺服试验机对加工好的接头试样进行拉伸试验，测试其力学性能。通过以上试验方法对304不锈钢激光焊接头进行微观组织与力学性能研究。为304不锈钢成功的对接焊做出了一定的贡献。

  主要内容及要求：在发达国家，不锈钢板材在生物制药、医疗器械、微电子、精密仪器制造、核工业、航空航天等领域得到了广泛应用。目前采取不锈钢焊接技术的研究大多分布在在电阻焊、高能束焊、搅拌摩擦焊等焊接方法上。激光焊接具有功率密度高、光束质量优良、能量集中、小巧灵活等优点，而且激光束聚焦后可获得很小的光斑，能精密定位，焊接速度快，变形小，热影响区小，能够对304不锈钢进行很好地焊接,与传统的焊接方法相比较有较大的优势。

  本试验采用连续激光焊对304不锈钢（150×50×1.45）进行了对接焊，采用奥林巴斯显微镜和显微硬度测试仪分别进行显微组织观察和显微硬度测试，采取了液压伺服试验机进行拉伸试验。研究根据结果得出：304不锈钢激光焊的对接接头由焊核区，热影响区，以及母材组成。热影响区非常窄，几乎看不到。焊缝中心处为细小的等轴晶，焊缝边缘接近母材处为柱状晶。焊缝处的晶粒要比母材的晶粒小。热影响区晶粒明显长大，在靠近熔合线处的高温加热区有新的铁素体相析出。在整个焊缝横截面上，焊缝边缘等轴晶处硬度最高，焊缝中心处的硬度较低，垂直于焊缝方向上的硬度曲线为“M”形。焊缝深度方向上硬度均匀。对试件进行拉伸试验时，基本都达到了国标规定的抗拉强度，随着焊接功率的增大，焊件的力学性能逐渐降低。试件均在热影响区断裂，表明此处为整个试件的薄弱之处。

  (6)运用液压伺服试验机对加工好的接头试样进行拉伸试验，测试其力学性能；

  世界各国对激光加工技术的研究都很看重。以美国、日本和德国为首的发达国家针对激光加工技术制定了各自的发展计划：如美国的“战略防御倡议”、“激光核壤变计划”、英国的“阿维尔计划”、西欧的“尤里卡计划”、“德国的激光2000”、日本的“激光研究五年计划”等。此外，近几年分布在亚洲的中国和韩国的激光加工系统正在迅速增加。

  (2)了解激光焊的原理及特点，运用光纤激光焊对304不锈钢板进行对接焊接；