[發明專利]一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法

有效

• 申請號: 202011204232.0
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112380743B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 劉德政;李炎;羅靜;王中任;朱文利;趙敬
• 申請（專利權）人: 湖北文理學院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;B23K26/24;G06F119/08;G06F111/10;B23K103/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 胡涂

1.一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，其特征在于：包括

S1：確定焊接應變閾值，通過熱裂實驗，確定不同材料焊接裂紋出現的應變閾值；并采用有限元模擬技術確定不同焊接參數下的焊接應變；

S2：確定焊縫形狀，通過正交實驗在不同參數下，焊接異種鋼材，并使用線切割方法截取焊縫截面，并觀察焊縫熔深和熔寬；

S3：確定焊接參數、焊接應變閾值和焊縫形狀的函數關系，在不同焊接參數下P、v、f和h下，異種鋼A和B焊縫脆性轉變溫度區間的最大應變值分別為C_A和C_B，定義兩種存在函數關系，即：

由于在工程應用中，對焊縫熔深d和熔寬w都有要求，設定標準值為d0和w0同時，熔深d和熔寬w與焊接參數的關系可表達為：

所述S3的具體操作如下：通過多參數多項式耦合的方式將焊接參數：P、v、f、h與C_A和C_B，以及熔深d和熔寬w之間建立聯系，表達式如下：

其中a_x，b_x，c_x，d_x，x＝1-8是多項式系數，δj，j＝1-4是常數項，P是功率，v是焊速，f是頻率，h是離焦量，d和w是熔深和熔寬，C_A和C_B是不同材料的焊接應變。

2.根據權利要求1所述的一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，其特征在于：所述熱裂實驗的具體過程如下：

S1.1：將待加工試樣右端進行夾持，左端處于自由狀態，在試樣左端開設一個缺口，沿試樣中心線進行焊接，并確定焊縫隙；

S1.2：對試樣進行焊接，觀察焊縫是否產生裂紋，無裂紋用OK表示，有裂紋用NG表示；

S1.3：重復步驟一和步驟二對異種鋼A和B進行實驗，確定A和B在不同焊接參數下的裂紋情況；

S1.4：實驗完成后，使用建模軟件對試樣在不同焊接參數下進行模擬。

3.根據權利要求1所述的一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，其特征在于：所述正交實驗的具體操作如下：

S2.1：所述功率P取值為：1.5KW-2.5KW中的三個值；所述焊速v取值為：4mm/s-6mm/s中的三個值；所述頻率f取值：13HZ-17HZ中的三個值；所述離焦量h取值為：-2mm-2mm中的三個值；

S2.2：采用正交實驗表來對各個數據進行排列，依次焊接異種鋼材，通過線切割方法截取焊縫截面，并觀察焊縫熔深d和熔寬w。

4.根據權利要求2所述的一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，其特征在于：在步驟S1.4完成后，采取柱狀熱源模型，計錄不同焊接參數下缺口焊縫處在脆性溫度區間內的最大應變值εu，u＝1-9，將應變按同一試樣的多次實驗次數用曲線表示，找出一個臨界值ki，i＝1或2，高于ki，出現裂紋；低于ki，無裂紋，也即確定了k1和k2值；通過有限元建模結合實驗來確定異種鋼A和B的k1和k2值，通過使用建模軟件，確定不同焊接參數，其中功率為P、焊速為v、頻率為f和離焦量為h下的焊縫在脆性溫度區間內最大應變值，再結合焊接試驗裂紋情況NG或OK來確定k1和k2值。

5.根據權利要求4所述的一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，其特征在于：C_A和C_B滿足：C_Ak1和C_Bk2。