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1、激光焊接P20钢熔深与焊接参数的关系1、前言采用了脉冲激光焊接Cr12Mo1V钢相同的研究方法，使用的设备，试件表面 处理，检验方法等1)，研究P20钢在脉冲激光自熔焊情况下，熔深与焊接参数之 间的关系。P20钢脉冲激光自熔焊情况下，无飞溅允许的最大功率密度测定结果可知:Pmax0.86 1 06 w/cm2(tp=3.0ms F=10Hz d=0.80mm).2、试验方法自熔焊采用的焊接工艺参数列于附录1的表14,共有4组：1) E=2.03.6 Jtp=3.0msF=10 Hzd=0.40 mm2) E=2.66.0 Jtp=5.0msF=10 Hzd=0.40 mm3) E=4.012.
2、0 Jtp=3.0msF=10 Hzd=0.80 mm4) E=4.012.0 Jtp=5.0msF=10 Hzd=0.80 mm3 试验结果不同焊接参数下自熔焊，实测的熔深列于附录2。根据此结果进行的数据处 理列于附录3.中熔深同焊接参数之间的关系如下：1.52.02.53.03.54.00.1 0.2脉冲能量(J)(a) t =3.0ms, d=0.40mm脉冲能量(J)(b) t =5.0ms, d=0.40mm0.2-0.2-0.1 -0.00.1681012脉冲能量（J）6810脉冲能量（J）112(d) tp=5.0ms, d=0.80mm（c） tp=3.0ms, d=0.80m
3、m图1熔深与脉冲能量的关系测试结果（F=10Hz）数据处理所得到的熔深同焊接参数之间关系的相应数学表达式如下:1)H = 0.01 + 0.14E(1)2) H = 0.15 + 0.18E (2)3) H = 0.29 + 0.09E (3)4)H = 0.12 +6.03、,3.74丁 x 4(E 11.80)2 + 3.742(4)参考资料：1、激光焊接技术研究组.Nd:YAG脉冲激光焊接Cr12MoV钢脉冲能量与熔深的关系.成都敏捷制造工程有限公司，内部资料2008-6-182、激光焊接技术研究组.YAG脉冲激光焊接五种模具钢允许的最大功率密度.成 都敏捷制造工程有限公司，内部资料，2
4、008-4-11附录一：脉冲激光焊接P20钢送检报告（12 ）1. 目的：检测熔深同脉冲能量间的关系。2. 试件表面处理：电火花线切割成厚5.0mm的片；磨光到Ra3.2； 清洗后干燥。3. 试件说明： 4 组焊件编号分别为：110115、116121、122127、128133。每件试件焊3条焊缝。试面为焊道横剖面。每件试件的焊接工艺参数及外观列入表14。4. 检验测量每条焊道横剖面的H、h、B、b，而后求出每个焊件3条焊道的H、h、B、b的平均值。给出114号、127号、129号、133号试件的宏观组织图。表1：焊接工艺参数!编号 数、110111112113114115脉冲能量（J）2.
5、02.42.73.03.33.6脉冲宽度（ms）3.03.03.03.03.03.0脉冲频率（Hz）101010101010光斑直径（mm）0.400.400.400.400.400.40飞溅状况无无无无无无裂纹状况无无无无无无表2 :焊接工艺参数X缝编号 数116117118119120121脉冲能量(J)2.63.03.64.45.26.0脉冲宽度(ms)5.05.05.05.05.05.0脉冲频率(Hz)101010101010光斑直径(mm)0.400.400.400.400.400.40飞溅状况无无无无无轻微裂纹状况无无无无无无表3:焊接工艺参数JW缝编号 数122123124125
6、126127脉冲能量(J)4.06.08.010.011.012.0脉冲宽度(ms)3.03.03.03.03.03.0脉冲频率(Hz)101010101010光斑直径(mm)0.800.800.800.800.800.80飞溅状况无无无无无轻微裂纹状况无无无无无无注：103号试件有一条焊道因飞溅不成形。表4：焊接工艺参数编、号128129130131132133脉冲能量(J)4.06.08.010.011.012.0脉冲宽度(ms)5.05.05.05.05.05.0脉冲频率(Hz)101010101010光斑直径(mm)0.800.800.800.800.800.80飞溅状况无无无无无无裂
7、纹状况无无无无无无激光加工技术研究组2008-7-2附录二：脉冲激光焊接P钢自熔焊焊道形貌尺寸20测试结果一、各焊道焊缝横断面形貌尺寸1、脉冲宽度tp=3.0ms 脉冲频率F=10Hz 光斑直径d=0.40mm焊缝编号脉冲能量E/J熔深H/mm表面宽度B/mm半深宽度b/mm凹下深度h/mm1102.00.2790.5810.4110.0301112.40.3040.6210.4130.0331122.70.3400.6390.4140.0301133.00.3910.6610.100.0291143.30.5170.7040.4010.0401153.60.4410.7690.4300.04
8、9曲线图尺貌形面断横缝焊2、脉冲宽度tp=5.0ms 脉冲频率F=10Hz 光斑直径d=0.40mm焊缝编号脉冲能量E/J熔深H/mm表面宽度B/mm半深宽度b/mm凹下深度h/mm1162.60.2870.6230.4300.0331173.00.3760.6570.4540.0411183.60.5260.6970.4190.0591194.40.6760.7460.4600.0391205.20.8210.9870.4860.0531216.00.8731.0310.5310.116曲线图1.2mm 4尺貌形面断横缝焊10.80.60.40.262.6土熔深表面宽度半深宽度 r凹下深度3
9、3.64.45.2脉冲能量/ J-0.286421864202 1111 oooo O-mm 9尺貌形面断横缝焊681011脉冲能量/ J123、脉冲宽度tp=3.0ms 脉冲频率F=10Hz 光斑直径d=0.80mm焊缝编号脉冲能量E/J熔深H/mm表面宽度B/mm半深宽度b/mm凹下深度h/mm1224.00.0990.6160.41601236.00.2650.9360.5320.0631248.00.4291.0300.5640.07412510.00.6941.4140.4740.07412611.00.7131.4480.4790.01712712.00.8441.7520.533
10、0.0894、脉冲宽度tp=5.0ms 脉冲频率F=10Hz 光斑直径d=0.80mm焊缝编号脉冲能量E/J熔深H/mm表面宽度B/mm半深宽度b/mm凹下深度h/mm1284.00.1550.6890.4970.0111296.00.1680.8430.5630.0241308.00.2261.0040.6780.03313110.00.3901.0740.7240.07813211.00.6571.2150.5180.04313312.00.6321.3510.4880.039曲线图尺貌形面断横缝焊部分试件的宏观图片（放大倍数未注明均为100倍）114#127# (50 x)#附录三：数据
11、处理12表一、t=3.0ms F=10Hz d=0.40mmH E直线 B E直线焊缝编号脉冲能量/J熔深H/mm表面宽度B/mm1102.00.2790.5811112.40.3040.6211122.70.3400.6391133.00.3910.6611143.30.5170.7041153.60.4410.7690.8 q0.70.6-B-EY = A + B * XParameter Value ErrorA0.35225 0.03795B0.10950.01316R 0.97231公式 Y = 0.352 + 0.110x- - - - 1 5 4 3 2 1 O.O.O.QO.)mm度宽面表52.02.53.03.54.0脉冲能重（J）H-EY = A + B * XParameter Value ErrorA-0.00541 0.09993B0.13556 0.03465R 0.89038公式 Y = -0.005 + 0.136x脉冲能重（J）表二、t=5.0ms F=10Hz d=0.40mmB-EY = A + B * XParameter Value Error1.0-I 1 I I I 1 I23456脉冲能量（J）,6.87 o.o 9Lo.- -5 4 3 2 o.o.o.o. )mm深熔9 8 7 6 5 。 QO.O.Q )mm
