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哈氏合金有耐腐蚀性好、耐高温高压等优点,在国外已经广泛应用于石油、化工、环保、航空航天和核工业等诸多领域,而国内对于哈氏合金的研究是在近几年才开始被关注的。由于该系列合金具有较高的强度和韧性,因此在焊接过程中容易出现诸如热裂纹、气孔、晶间腐蚀等缺陷,为了克服这种缺陷,就要采用合理的焊接工艺,以保证工件质量。本文中我们采用激光机器人焊接系统对0.8mm的哈氏C-276合金薄壁管做了大量试验及结果分析来为哈氏合金的应用提供一定的技术支撑。
本文主要研究内容如下:
1、了解激光焊接过程中宏观和微观原理,掌握激光焊接过程中激光束与材料之间相互作用原理及各工艺参数对焊接接头质量影响,设计出焊接过程中所需的激光功率密度、脉冲波形、脉宽、焊接速度及激光功率、离焦量等工艺参数范围;
2、分析哈氏C-276合金的材料成分,充分了解其性能及在焊接过程中可能会遇到的各种问题,以便在焊接过程中对可能出现的缺陷找出相应的避免措施;
3、设计激光机器人焊接系统及所需的激光焊头后,根据焊接过程中的影响因素以及各影响因素的水平采用正交试验设计的方法设计出正交表,找出焊接过程的各组合水平并按照此组合水平对试样进行焊接试验;
4、通过观察焊后焊缝接头的外观形貌,验证材料采用激光机器人焊接系统焊接的可行性,对焊缝形貌较好的试样进行拉伸试验及金相组织分析,然后对焊接过程的影响因素加以优化,找到最合理的焊接方案;
5、掌握激光机器人焊接系统的软件控制部分,并在机器人系统中完成对各形状相贯线的的路径规划及离线编程仿真。