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激光焊接是一种先进的焊接方法,相对于传统的电弧焊、电阻焊、闪光焊等,具有焊接质量高、速度快、焊缝深宽比大、比能小、热影响区小、焊接变形小、对后续加工要求低、环保等优点;而相对于电子束焊,激光可以在大气环境下进行焊接,且焊接质量并不比电子束差。这些使得激光焊接迅速在钢铁等工业得到越来越广泛的应用。
但是由于激光焊接的历史比较短,尤其是在钢铁工业中的大规模生产线上的应用历史更短,因此在应用中必然会出现很多的问题;而且随着冷轧产品地不断扩展和工艺新功能地运用,这对激光焊接焊缝质量的稳定性又提出了更高的要求;激光焊接过程本身就是一个非常复杂的加工过程,尤其是激光深熔焊,体现在激光与材料相互作用的复杂性以及加工质量和加工过程稳定性影响因素的多样性上(如激光器光束质量、光束传输与聚焦系统、材料的热物理参数和加工工艺参数等)。以上这些因素,将会大大影响激光焊接过程中的焊缝质量,并直接影响到冷轧生产的稳定性,为后续生产带来严重影响。
本论文为宝山钢铁股份有限公司提出的“激光焊机热轧板深熔焊焊缝质量研究”科学研究项目,并与北京工业大学进行产学研合作,主要从热轧板激光焊接气孔产生和防止、激光焊接热裂纹产生与防止、激光焊接焊缝成型问题、激光焊接焊缝强韧性问题、激光焊接应力变形问题、激光焊接激光能量耦合问题等六方面研究激光热轧板焊接过程中出现的各种焊接质量问题,并针对出现的问题根据研究结果给出合理的解决方法。
本文基于以上需要解决的问题和经过研究所采取的解决方案给予了重点的叙述,也为激光焊接工作者提供了一定参考。