【硕士论文】殷钢厚板材料激光焊接技术实验研究.pdf

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1、人迕理】．人学硕士学位论文摘要激光焊接中，因为激光的能量密度很高，能够形成深宽比较大的焊缝，并且焊缝热影响区小，焊缝美观等优点，在焊接领域得到了越来越广泛的应用。殷钢Invar36是一种在室温下典型的低膨胀合金，可以用来制造精密仪器、仪表等要求尺寸不随温度变化的零件，显像管的荫罩，液态气体容器，液化气输油管道以及航空工业用复合材料精密模具等，尤其是殷钢材料在光刻机中的广泛应用，使得对殷钢材料焊接技术的研究工作备受关注。激光焊接殷钢Invar36材料是一种新型的焊接方法，由于激光焊接所具有的商精度，低热影响区的优势，因此进行激光焊接殷钢Invar36的研究具有重要的理论意义和应用价值

2、。本文以Nd：YAG毫秒脉冲激光器为焊接热源，对殷钢Invar36激光深熔焊进行了理论分析和实验研究，并对焊接温度场进行了模拟分析。论文介绍了激光深熔焊的原理，简要分析了焊接过程中深熔焊特征小孔形成的机理，并对激光器的各项参数进行了分析和初步选择。采用单因素实验方法对2mm厚殷钢材料进行了焊接实验，研究了工艺参数(包括激光功率、脉冲宽度、焊接速度和离焦量)变化对殷钢]nvar36激光焊接结果的影响，并结合激光深熔焊原理对实验结果进行了分析。采用金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机以及显微硬度计等分析测试手段检测了殷钢Invar36激光焊接对焊接头的显微组织、相组成、显微硬度和拉

3、伸性毹等，并对检测结果进行了分析和讨论。结合实验结果和检查数据，对焊接温度场利用通用有限元软件ANSYS的热分析模块进行了数值模拟。分析了焊接温度场的分布规律，并结合焊接实验对数值模拟结果进行验证。殷钢Invar36材料激光焊接技术的研究丰富了殷钢材料焊接方法，为殷钢材料在工业中的应用提供了理论和技术支持。关键词；激光焊接；殷钢；嫦sYs；数值模拟殷钢J孕扳材料激光焊接技术实验研究ExperimentalstudyonLaserWeldingofThicklnvar36AlloyPlateAbstractInlaserweldingprocess，becauseofitshighe

4、nergydensity，itcouldformabigratiowhichpenetrationdepthtopenetrationwidth．Addedtheweldinglinehasasmallheataffectzoneandaperfectappearance，laserweldinghasbeenmoreandmorepopularinweldfield．Invar36alloyisatypicalalloywithverylowthermalexpansioncoefficientunderroomtemperature．ItCanbeappliedtOmaketh

5、epartofhi曲precisiondeviceswhichthedimensionneverchangeswithtemperature，theshadow—maskofLED，liquefiedgastankers，ocean—goingliquefiednaturalgaspipelinesandcompositemoldsintheaerospace．Especially，Invar36alloyiswidelyusedinlithographymachinesinrecentyears．TheresearchofInvar36alloyweldingtechniquei

6、sincreasinglyconcernedrecently．LaserweldingInvar36alloyisanewlyweldingtechnique，andlaserweldinghastheadvantageofhi曲precisionandlowheataffectzone．TheresearchonlaserweldingofInvar36alloyhassignificanttheoryandapplicationvalues．InthisanpaperinvestigationaboutlaserweldingofthickInvar36alloyplateex

7、perimentswascarriedoutbasedonlaserdeeppenetrationweldingtheorywithmillisecondpulseNd：YAGlaser，andtheweldingtemperaturefieldWassimulated．Thetheoryoflaserdeeppenetrationweldingandtheformoflaserweldingkeyholewasdiscussedinthispaper．Andthel