船用q235钢t型结构件的激光电弧复合高效焊接技术研究材料连接技术专业论文.docxVIP

研究生优秀毕业论文 大连理工大学硕士学位论文摘 大连理工大学硕士学位论文 摘 要 我国船舶建造中自动化焊接装备落后，先进高效焊接技术推广不足，这些已经成为 制约我国造船业发展的“瓶颈”。目前高效焊接技术的研究主要集中在对接焊缝，而非 角焊缝。但是，T型接头是船舶焊接中主要的接头形式，传统电弧在高速焊接时会产生 飞溅严重、焊脚不足和咬边等缺陷。所以，在本实验室前期研究的基础上，采用激光．MAG 复合焊接工艺进行船用T型结构件的高效焊接，从焊接工艺角度研究角焊缝成形的规 律，进而分析焊后接头的组织和力学性能，并进行焊接装备及工艺的示范应用。 通过对激光．MAG复合表面堆焊过程的电弧形态和焊缝成形进行研究，发现激光能 吸引、压缩电弧，稳定焊接过程，减小飞溅。同时，激光的加入使焊接热输入增加，搅 拌熔池，促进了焊缝金属在母材上的铺展，抑制高速焊接时咬边缺陷产生的同时也增加 熔深。对T型接头的MAG焊、双丝MAG焊和激光．MAG复合焊等焊接工艺进行对比， 发现复合焊在不增加焊接电流的情况下，功率为1．5千瓦的激光就能使角焊缝的咬边临 界焊接速度比单丝MAG焊提高1倍左右。详细分析复合焊主要工艺参数对角焊缝成形 质量的影响后，发现光丝间距、电弧焊接电流和焊枪倾角对角焊缝的底板咬边影响显著， 而焊丝偏移量是影响角焊缝肋板咬边最主要的工艺参数。在本试验条件下，1~2／nin的 光丝间距、2 mm的焊丝偏移量、450～50。的焊枪倾角和330～340 A电弧焊接电流与1．5 kW的激光复合可以最大限度的减小底板和筋板咬边倾向，提高焊接速度至1．5 m／min。 对接头的组织观察和显微硬度测试表明，相比MAG焊接头，激光．MAG复合焊T 型接头的组织得到细化，显微硬度值更高。力学性能测试发现两者的抗拉强度差异较小， 但底板拉伸时复合焊接头比有咬边缺陷的MAG焊接头的塑性变形能力更强，塑性更佳。 底板的轻微咬边对“筋板疲劳”性能的影响显著，而对“底板疲劳”性能影响不大。所 以在“筋板疲劳”性能方面，激光．MAG复合焊T型接头具有明显优势。而在冲击性能 方面，激光．MAG复合焊接接头也表现优异，接头的冲击功达到了母材的91．5％。 最后，将改进后的激光-MAG复合自动焊接系统在船舶制造企业进行了示范应用。 通过集激光．电弧复合技术、焊缝跟踪与识别技术和机器人自动控制系统于一体，复合 自动焊接系统实现了曲面板与型材角焊缝在l～1．5 m／min焊速下的良好成形。 关键词：激光-MAG复合焊接；T型接头；高速焊接；咬边 万方数据 船用Q235钢T型结构件的激光一电弧复合高效焊接研究Study 船用Q235钢T型结构件的激光一电弧复合高效焊接研究 Study on Laser-arc Hybrid High—efficiency Welding of T—t)，pe Structures of Q23 5 Ship Steel Abstract The automatic welding equipment is backward and the advanced and ef五cient welding technology is insIll丽cient for the ship construction in our country．which has become the bottleneck restricting the development of Chinas shipbuilding industry．At present，the research ofhigh-efficient welding technology is mainly focused on the butt weld，not the fillet weld．However，the T-joint is the main joint type in the ship welding while the traditional electric arc welding Can produce the defects such as serious splashing，insufficient welding foot and undercut．So in the basis of previous study in our laboratory．the laser-MAG hybrid welding is utilized in the high-efficiency welding of T-type structures．111e law of fillet weld formation is studied by welding procedure．and th