[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

本發明公開了一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，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。解決了傳統的激光焊接工藝的參數選擇，都是采用試錯法進行匹配，參數確定周期長，焊接效率低，且使用成本較高，無形中增加了使用成本的問題。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，具體為一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法。

背景技術

隨著激光焊接技術的快速發展，其在造船、汽車制造、電站設備、石油化工以及橋梁建設等領域的應用日益廣泛，同時不同部位使用不同材料可以充分發揮材料的機械性能，而激光焊接技術可以將異種鋼有效連接起來，激光焊接參數，如激光功率、焊接速度、頻率和離焦量對焊接質量和焊縫成形有重要影響，國內外學者對上述參數進行了相關研究，但沒有系統性的進行整合，激光焊接的工藝參數選擇，通常采用試錯法進行匹配，存在周期長、效率低、成本高等問題，對操作者技術要求高，且具有一定的盲目性，因此開展異種鋼激光焊接工藝研究，確定一種焊接參數的確定方法，具有重大的學術應用價值和應用前景，為此，我們提出一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，從焊縫產生裂紋的機理出發，用數學公式的方法將激光焊接中涉及到的參數和焊接裂紋與焊縫形狀標準耦合起來，普通焊工只需輸入焊縫形狀要求就可以得出滿足要求且無裂紋的焊接參數，提高了科學性和應用范圍，降低了焊接參數的試錯次數的優點，解決了傳統的激光焊接工藝的參數選擇，都是采用試錯法進行匹配，參數確定周期長，焊接效率低，且使用成本較高，無形中增加了使用成本的問題。

本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的：一種異種鋼激光穿透焊接參數確定方法，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，其中功率為P，焊速為v，頻率為f和離焦量為h，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：

/

優選的，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。優選的，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；