船用钢激光+mig复合焊焊接过程稳定性分析(附件)【字数：14072】
摘 要摘 要激光+MIG复合焊接是一种高效率的新型焊接方法。本文采用光纤激光+MIG复合焊工艺在8mm的Q235钢试板上进行堆焊，通过改变光丝间距、离焦量、激光功率等工艺参数，研究各工艺参数对焊缝成形的影响规律；采用高速摄影系统采集熔滴过渡行为，并结合激光+MIG复合焊接的熔滴受力分析，对比分析了焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律，试验结果表明在高速焊接条件下，相比于单MIG焊，激光+MIG复合焊接更易实现良好的焊缝成形，其焊接过程也较单独MIG焊稳定；激光+MIG复合焊接中，光丝间距是影响焊接稳定性的重要因素之一。光丝间距过大或过小，都会使焊接过程趋于不稳定。在本次试验中，焊接过程稳定的光丝间距为2-4mm。激光+MIG复合焊接的焊缝分为激光区与电弧区，在不同的功率参数中，激光功率对焊缝熔深和熔宽影响最大。在本次试验参数范围内，优化的焊接工艺参数为光丝间距为2-4mm，离焦量为-3mm。关键词激光；复合焊接；熔滴过渡行为；焊接稳定性；焊接工艺；
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2激光焊接 4
1.2.1激光焊接的原理 4
1.2.2激光焊接与其他焊接工艺的对比 6
1.3激光+MIG复合焊接 8
1.3.1激光+MIG复合焊接的原理及特点 8
1.3.2激光+MIG复合焊接的发展现状 8
第二章 试验设备，材料与实验方案 9
2.1试验设备 10
2.11激光+MIG焊接系统 10
2.1.2高速摄像设备 12
2.2试验材料 13
2.3接头制备 13
2.4接头微观与宏观形貌观察 14
2.4.1接头微观形貌观察 14
2.4.2接头宏观形貌观察 14
2.5显微硬度测试 15
第三章 激光+MIG复合焊接熔滴过渡行为分析 16
3.1激光+MIG复合焊接与MIG焊接熔滴过渡对比 17
3.2不同光丝间距下激光+MIG复合焊接熔滴过渡分析 20
3.2.1小激光功率小电流熔滴过渡行为变化 20
3.2.2大激光功率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
大MIG电流熔滴过渡行为变化 21
3.2.3小电流大激光功率下的熔滴过渡行为变化 23
3.2.4光丝间距对熔滴过渡的影响 25
3.2.5光丝间距对熔滴过渡的影响 26
3.3熔滴受力分析 26
3.4本章小结 29
第四章 激光+MIG复合焊接的工艺优化 30
4.1光丝间距的影响 30
4.2激光功率的影响 32
4.3离焦量的影响 32
4.4本章小结 34
第五章 激光复合焊接显微组织与力学性能研究 35
5.1激光+MIG复合焊显微组织特征 35
5.2激光+MIG复合焊接头显微硬度分析 37
结论 42
致谢 43
参考文献 44
绪论
1.1课题背景
进入20世纪以来，激光是人类最伟大的发明之一。第一台激光器的创造距今已有了50年。而激光在焊接中的应用，极大的推动了焊接领域的革新与发展。在焊接领域，激光无时无刻不在展示其生命力和巨大的优势，显示其质量高，精度高，变形小，效率高，柔性好等特点。在焊接这方面使用激光具有非常大的优势：较高的焊接速度，焊接线能量较低，较小的焊接变形，狭窄的热影响区，较少的焊接缺陷，可以得到较为优质焊缝。同时随着激光这一技术的不断完善，激光的光束质量，激光器等级的不断提高，激光激光焊接技术已在汽车、航空航天、冶金、轻工业等领域得到了越来越广泛的应用，各国争相研究激光焊接技术。激光焊接被公认为最有生命力的焊接方法之一[13]。
船舶工业一直以来是每个国家的重点发展工业，一个国家的船舶工业与其国家的综合国力，经济发展均有密切的联系。在我国，船舶工业集水上交通，对海洋资源的利用，巩固我国的国防事业这些功能于一身。船舶工业发展的好坏在一定程度上也决定了国家的国际地位与民族工业发展的水平高低。大力发展与促进我国的船舶工业是增强我国综合国力的重要途径，也是促进民族经济发展，保障我国水路交通运输稳定的重要因素[4,5]。
在我国的第十一个五年规划这个时期，即2006年—2010年这段时间，我国的船舶工业发展速度迅速，船舶工业的规模也在迅速扩大，在国际上获得了越来越多的认可和赞同，在国际上的地位也不断提升。同时，在船舶工业的生产技术层次也不断提高，使我国的船舶工业获得了越来越多的竞争力。2010年是十一五规划的完成年，据统计，中国的船舶工业造船量在世界上是第一位，载重量合计达到了65500万吨，拥有43.8%的国际市场的占有率。船舶工业的增加值达到了1650亿元，完成了规划中工业增加值这一目标。其中，在十一五规划的工业增加总值中，船舶工业的工业增加值占到了25%。截止2010年，船舶工业的销售总收入高于6千亿元，在出口额方面的销量突破400亿美金大关，达到了本次规划的主要各项规定指标。完成经济指标的同时，船舶行业还在现有的基础上，大力在海洋装备，集装箱船、油轮等世界主流船型，高科技船舶等领域进行科技创新，并取得累累硕果。在对主要船用设备进行本土化方面，配套匹配的水平与能力迅速上升，大大缩短了造船的造船周期，明显提高了经济运行的效益，将投资主体不断变得多元。2015年年底，我国在船舶工业领域，拥有了研发高新技术且有高附加值船舶的能力，我国的造船量每年可达2900万载重吨，销售总收入为1700亿元。年平均生产量已经达到2300万吨，我国从当年的有海无防的船舶弱国变成了今天世界上造船强国。
船名
中国
日本
韩国
德国
意大利
LNG船
88.3
6.6
11.7
LPG船
19.3
54.4
10.6
1.5
3.6
化学品船
11.0
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2激光焊接 4
1.2.1激光焊接的原理 4
1.2.2激光焊接与其他焊接工艺的对比 6
1.3激光+MIG复合焊接 8
1.3.1激光+MIG复合焊接的原理及特点 8
1.3.2激光+MIG复合焊接的发展现状 8
第二章 试验设备，材料与实验方案 9
2.1试验设备 10
2.11激光+MIG焊接系统 10
2.1.2高速摄像设备 12
2.2试验材料 13
2.3接头制备 13
2.4接头微观与宏观形貌观察 14
2.4.1接头微观形貌观察 14
2.4.2接头宏观形貌观察 14
2.5显微硬度测试 15
第三章 激光+MIG复合焊接熔滴过渡行为分析 16
3.1激光+MIG复合焊接与MIG焊接熔滴过渡对比 17
3.2不同光丝间距下激光+MIG复合焊接熔滴过渡分析 20
3.2.1小激光功率小电流熔滴过渡行为变化 20
3.2.2大激光功率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
大MIG电流熔滴过渡行为变化 21
3.2.3小电流大激光功率下的熔滴过渡行为变化 23
3.2.4光丝间距对熔滴过渡的影响 25
3.2.5光丝间距对熔滴过渡的影响 26
3.3熔滴受力分析 26
3.4本章小结 29
第四章 激光+MIG复合焊接的工艺优化 30
4.1光丝间距的影响 30
4.2激光功率的影响 32
4.3离焦量的影响 32
4.4本章小结 34
第五章 激光复合焊接显微组织与力学性能研究 35
5.1激光+MIG复合焊显微组织特征 35
5.2激光+MIG复合焊接头显微硬度分析 37
结论 42
致谢 43
参考文献 44
绪论
1.1课题背景
进入20世纪以来，激光是人类最伟大的发明之一。第一台激光器的创造距今已有了50年。而激光在焊接中的应用，极大的推动了焊接领域的革新与发展。在焊接领域，激光无时无刻不在展示其生命力和巨大的优势，显示其质量高，精度高，变形小，效率高，柔性好等特点。在焊接这方面使用激光具有非常大的优势：较高的焊接速度，焊接线能量较低，较小的焊接变形，狭窄的热影响区，较少的焊接缺陷，可以得到较为优质焊缝。同时随着激光这一技术的不断完善，激光的光束质量，激光器等级的不断提高，激光激光焊接技术已在汽车、航空航天、冶金、轻工业等领域得到了越来越广泛的应用，各国争相研究激光焊接技术。激光焊接被公认为最有生命力的焊接方法之一[13]。
船舶工业一直以来是每个国家的重点发展工业，一个国家的船舶工业与其国家的综合国力，经济发展均有密切的联系。在我国，船舶工业集水上交通，对海洋资源的利用，巩固我国的国防事业这些功能于一身。船舶工业发展的好坏在一定程度上也决定了国家的国际地位与民族工业发展的水平高低。大力发展与促进我国的船舶工业是增强我国综合国力的重要途径，也是促进民族经济发展，保障我国水路交通运输稳定的重要因素[4,5]。
在我国的第十一个五年规划这个时期，即2006年—2010年这段时间，我国的船舶工业发展速度迅速，船舶工业的规模也在迅速扩大，在国际上获得了越来越多的认可和赞同，在国际上的地位也不断提升。同时，在船舶工业的生产技术层次也不断提高，使我国的船舶工业获得了越来越多的竞争力。2010年是十一五规划的完成年，据统计，中国的船舶工业造船量在世界上是第一位，载重量合计达到了65500万吨，拥有43.8%的国际市场的占有率。船舶工业的增加值达到了1650亿元，完成了规划中工业增加值这一目标。其中，在十一五规划的工业增加总值中，船舶工业的工业增加值占到了25%。截止2010年，船舶工业的销售总收入高于6千亿元，在出口额方面的销量突破400亿美金大关，达到了本次规划的主要各项规定指标。完成经济指标的同时，船舶行业还在现有的基础上，大力在海洋装备，集装箱船、油轮等世界主流船型，高科技船舶等领域进行科技创新，并取得累累硕果。在对主要船用设备进行本土化方面，配套匹配的水平与能力迅速上升，大大缩短了造船的造船周期，明显提高了经济运行的效益，将投资主体不断变得多元。2015年年底，我国在船舶工业领域，拥有了研发高新技术且有高附加值船舶的能力，我国的造船量每年可达2900万载重吨，销售总收入为1700亿元。年平均生产量已经达到2300万吨，我国从当年的有海无防的船舶弱国变成了今天世界上造船强国。
船名
中国
日本
韩国
德国
意大利
LNG船
88.3
6.6
11.7
LPG船
19.3
54.4
10.6
1.5
3.6
化学品船
11.0
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