内容发布更新时间 : 2024/5/23 20:16:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

18-8不锈钢6mm连续CO2激光焊焊接工艺

一、目的

《特种焊接设备使用与维护》是三年制高职焊接技术及自动化专业的一门专业主干课程。其任务是讲述各种特种焊接方法的过程本质、质量控制、相应焊接设备的构成、工作原理、焊接参数的合理选择及设备使用与维护的技术知识。为了巩固所学常用特种焊接方法与设备的知识，熟悉有关资料，掌握焊接参数的选择和焊接设备的使用与维护，安排了为期一周的课程设计。通过本次焊接工艺设计，锻炼学生们的分析问题的能力，提高焊接操作技能。

二、材料的选择

1、母材的选择：母材选用尺寸为300mm×100mm×6mm的18-8不锈钢两块 （1）主要特征：该钢属于奥氏体不锈钢，耐腐蚀、焊接性好。材料的化学成分见表1：

表1 18-8不锈钢化学成分

元素 含量 C ≤0.08 Mn ≤2.00 P ≤0.045 S ≤0.030 Si ≤1.00 Cr 18.0～20.0 Ni 8.0～11.0 （2）力学性能：抗拉强度σb(MPa)≥520,屈服强度σ0.2 (MPa)≥205,伸长率 δ5 (%)≥40,断面收缩率 ψ(%)≥60,硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV.

（3）交货状态及应用情况：一般交货状态为热轧钢，18-8不锈钢具有优良的耐腐蚀性能和良好的抗晶间腐蚀性能。广泛的用于制作具有良好综合性能的设备。

三、焊接设备及特点

1、激光焊设备（见图1）

激光焊的设备主要由激光器、光束传输和聚焦系统、焊枪、工作台、电源控制装置、气源、水源、操作盘、数按装置等组成。

图1 焊接设备

2、特点：

（1）输出功率范围大。

（2）能量转换功率高于固体激光器。CO2激光器的理论转换功率为40%。 （3）CO2激光波长为10.6微米，属于红外光，它可在空气中传播很远而衰减很小。

四、焊前准备

1、坡口形式：I型坡口如图2: 2、接头形式及装配要求：

（1）常见的CO2激光焊接头形式：对接接头

图2 坡口形式

（2）激光焊对焊接装配质量要求较高，对接焊时，如果接头错边量太大会使入射激光在板角处反射，焊接过程不稳定。薄板焊时，间隙太大，焊后焊缝表面成型不饱满，严重时形成穿孔。对接接头的装配要求如表2：

表2 装配要求

接头形式 对接接头 允许最大间隙/mm 0.6 允许最大错变量/mm 1.5

3、焊接位置：平焊

4、焊前清理：激光焊过程中，焊件应夹紧，以防止焊接变形。光斑在垂直于焊接运动方向对焊缝中心的偏离量应小于光斑半径，对于钢铁材料，焊前焊件表面需要进行除锈、脱脂处理。要求较严格时焊前需要酸洗，然后用乙醚、丙酮或四氯化碳清洗。

5、安全检查：

（1）劳保用品穿戴规范且完好无损； （2）检查焊接设备和所使用的工具；

五、焊接工艺参数

1、激光功率

激光功率是指激光器的输出功率，连续工作的低功率激光器可在薄板上以低速产生有限传热焊缝。高功率激光器则可用熔孔型加热法在薄板上以高焊速产生窄的焊缝。激光功率主要影响熔深，当光斑直径一定时，熔深随着激光功率的提高而增加。实验结果可用下面的经验公式表示（速度一定）:

h∝Pk

式中 h—熔深（mm）； P—激光功率（W）；

k—常数，k≤1,典型实验值为0.7和1.0。

2、焊接速度

焊接速度影响焊缝的熔深和熔宽。不锈钢的速度为v=100～300cm/min。如果焊速过高，会导致焊不透；但若焊接速度过低，又会使材料过度熔化，熔宽急剧增大，甚至导致烧损和焊穿。在焊接速度较高时，随着焊接速度增大，熔深减