中国激光, 2017, 44 (8): 0802008, 网络出版: 2017-09-13   

外加纵向磁场对激光-MIG复合焊接接头形貌及微观组织的影响 下载: 805次

Influence of External Longitudinal Magnetic Field on Weld Joint Morphology and Microstructure in Laser-Metal Inert Gas Hybrid Welding
作者单位
华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
图 & 表

图 1. 外加纵向磁场辅助激光-MIG电弧复合焊接示意图

Fig. 1. Schematic of laser-MIG hybrid welding assisted with external longitudinal magnetic field

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图 2. 接头显微硬度测试示意图

Fig. 2. Schematic of microhardness test of weld joint

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图 3. 接头形貌示意图

Fig. 3. Schematic of weld joint morphology

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图 4. 外加纵向磁场对接头形貌的影响

Fig. 4. Influence of external longitudinal magnetic field on weld joint morphology

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图 5. 外加纵向磁场对接头成形特点的影响。(a)成形系数;(b)余高系数;(c)熔合比;(d)宽腰比

Fig. 5. Influence of external longitudinal magnetic field on weld joint forming characteristics. (a) Forming coefficient; (b) reinforcement coefficient; (c) penetration ratio; (d) width waist ratio

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图 6. SUS316L奥氏体不锈钢母材微观组织

Fig. 6. Microstructure of SUS316L austenitic stainless steel base metal

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图 7. 不同磁感应强度下接头的XRD图。(a) B=0 mT;(b) B=12 mT;(c) B=22 mT

Fig. 7. XRD patterns of weld joint under different magnetic induction intensities.(a) B=0 mT; (b) B=12 mT; (c) B=22 mT

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图 8. 不同磁感应强度下接头顶部微观组织。(a) B=0 mT;(b) B=12 mT;(c) B=22 mT

Fig. 8. Microstructure of top area of weld joints under different magnetic induction intensities.(a) B=0 mT; (b) B=12 mT; (c) B=22 mT

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图 9. 不同磁感应强度下接头中部微观组织。(a) B=0 mT;(b) B=12 mT;(c) B=22 mT

Fig. 9. Microstructure of middle area of weld joints under different magnetic induction intensities.(a) B=0 mT; (b) B=12 mT; (c) B=22 mT

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图 10. 不同磁感应强度下接头HAZ的SEM照片。(a) B=0 mT;(b) B=12 mT;(c) B=22 mT;(d)图(c)的局部放大照片

Fig. 10. SEM images of HAZ of weld joints under different magnetic induction intensities.(a) B=0 mT; (b) B=12 mT; (c) B=22 mT; (d) partial enlarged view of Fig. 10(c)

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图 11. EDS分析结果。(a)测试区;(b)测试点A;(c)测试点B

Fig. 11. EDS analysis results. (a) Test area; (b) test point A; (c) test point B

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图 12. 不同磁感应强度下接头显微硬度分布,插图为对应测试区域。(a)顶部;(b)中部;(c)底部

Fig. 12. Microhardness distributions of weld joints under different magnetic induction intensities and illustrations show corresponding test areas. (a) Top; (b) middle; (c) bottom

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图 13. 显微硬度分布的标准差

Fig. 13. Standard deviation of microhardness distribution

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表 1母材及焊丝的化学成分(质量分数,%)

Table1. Chemical compositions of base metal and filler wire (mass fraction, %)

ElementCMnSiSPCrNiMoFe
Base metal≤0.03≤2.00≤0.75≤0.030≤0.04516.0-18.010.0-14.02.0-3.0Bal.
Filler wire≤0.031.0-2.50.83≤0.020≤0.03018.0-20.011.0-14.02.5-3.0Bal.

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表 2外加纵向磁场辅助激光-MIG电弧复合焊接参数

Table2. Parameters of laser-MIG hybrid welding assisted with external longitudinal magnetic field

Laserpower /kWCurrent /AWelding speed /(m·min-1)Focal pointdistance /mmDLA /mmB /mT
2.01501.1020, 8, 12, 16, 22

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表 3不同磁感应强度下接头及横截面形貌

Table3. Weld joints and cross-sectional morphologies under different magnetic induction intensities

B /mTWeld joint morphologyCross-sectional morphology of weld joint
0
8
12
16
22

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表 4EDS分析结果

Table4. EDS analysis results

ElementPoint APoint B
Mass fraction /%Atomic fraction /%Mass fraction /%Atomic fraction /%
Si0.981.940.651.29
Cr22.4424.0218.6619.95
Mn1.221.241.761.78
Fe64.4764.2464.8764.57
Ni6.085.7711.5810.97
Mo4.802.792.471.43

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张勋, 李若杨, 赵泽洋, 米高阳, 王春明, 胡席远. 外加纵向磁场对激光-MIG复合焊接接头形貌及微观组织的影响[J]. 中国激光, 2017, 44(8): 0802008. Zhang Xun, Li Ruoyang, Zhao Zeyang, Mi Gaoyang, Wang Chunming, Hu Xiyuan. Influence of External Longitudinal Magnetic Field on Weld Joint Morphology and Microstructure in Laser-Metal Inert Gas Hybrid Welding[J]. Chinese Journal of Lasers, 2017, 44(8): 0802008.

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