不鏽鋼激光焊接中離焦量對熱裂紋的影響

採用最大平均功率為500W脈衝激光焊機開展316不鏽鋼焊接試驗，通過測試表面形貌、微觀組織、顯微硬度及能譜(EDS)等測試方法，分析離焦量對焊縫組織和熱裂紋的影響。研究結果表明：其他焊接參數不變當離焦量增大時焊縫組織逐漸細化和緻密，熱裂紋傾向性逐漸減小。焊縫熔深和熔寬均隨離焦量增大而減小，但寬深比則增大，當寬深比大於7.5時焊接熱裂紋徹底消失。增大離焦量改變了激光能量的分布狀態，導致焊縫凝固過程中S、P等元素向表面偏析，消除了焊縫凝固後期液膜及低熔點組織的不利影響，有效控制了脈衝激光焊接316不鏽鋼熱裂紋的產生。

通過研究離焦量對316不鏽鋼脈衝激光焊接過程中熱裂紋的影響規律，得到以下結論：

1）採用平均功率50~500W脈衝激光焊接316不鏽鋼管，根據被焊材料的性質和尺寸設定脈衝工作電流、脈衝寬度和脈衝頻率後，僅調節激光離焦量由表面聚焦向正離焦增大過程中，焊縫組織逐漸細化，產生熱裂紋傾向性逐漸減小，同時焊縫寬深比逐漸增大，當寬深比≥7.5時焊接熱裂紋消失。

2）調節增大離焦量本質是改變激光輸入能量的分布狀態，引導焊縫凝固過程中S、P等元素向熔池表面偏析，避免焊縫內部產生液膜效應及低熔點組織，且可以降低焊縫凝固過程中的熱應力，從而消除脈衝激光焊接熱裂紋缺陷。

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