利用试验优化设计方法优化SUS301L奥氏体不锈钢板非穿透激光搭接焊工艺参数  被引量:4

Experimental Design Approach to the Process Parameter Optimization for Laser Lap Welding of SUS301L Austenitic Stainless Steels

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作  者:刘佳[1] 张宏[1] 石岩[1] 刘双宇[1] 

机构地区:[1]长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022

出  处:《应用激光》2011年第2期135-140,共6页Applied Laser

基  金:教育部留学回国人员基金资助项目(项目编号:20080003);吉林省科技发展计划资助项目(项目编号:20106014);长春市科技计划资助项目(项目编号:10KZ06)

摘  要:提出了一种试验设计方法来优化SUS301L奥氏体不锈钢非穿透型激光搭接焊接工艺参数。在保证焊接接头的力学性能的前提下,通过对焊接过程中工艺参数的优化来减少焊缝背面变形。为了获得最佳的工艺参数,试验制定了一套与每个焊缝特征相关的焊接参数的数学模型,并以熔深的最小化和熔宽的最大化,以及背面变形和剪切强度作为目标进行了优化。研究采用了部分正交试验法来降低试验误差和减少试验样本数。试验所用激光器为CO_2激光器,试验优化得到的最佳工艺参数为:激光功率P=2.2kW、焊接速度v=4.5m/min、激光入射角θ=45°、离焦量Δf=-+2mm、保护气体f_g=25L/min(He:Ar=2:3)。Abstractfor the laser lap welding of SUS301L austenitic stainless steels using CO2 laser in order to reduce the distortion of the back of the welding seams while ensuring mechanical properties of welding joints. To determine the optimal laser-welding parameters, a set of mathematical models were developed relating welding parameters to each of the weld characteristics. In order to reduce experimental error and the number of specimens, the part of orthogonal experiments were used in this study. The quality criteria set for the weld to determine optimal parameters were the maximization of weld width and the minimization of weld depth. Laser power, welding speed, the laser irradiation angle, the focused distance and shield gas of 2.2 kW. 4.5 m/min, 45 °, +2 mm, He with the flow of 10L/min and Ar with the flow of 15 L/min, respectively, were identified as the optimal set of process parameters.

关 键 词:激光搭接焊 SUS301L奥氏体不锈钢 焊接变形: 正交试验 

分 类 号:TG456.7[金属学及工艺—焊接]

 

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