DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 08. 012
程智勇，李晓娟，陈文尉，等.多层激光焊接接头不均匀性的微观组织和残余应力形成机理［J］.机电工程技术，2020，49（08）：38-40.
多层激光焊接接头不均匀性的微观组织和残余应力形成机理*
程智勇，李晓娟，陈文尉，周欢伟
（广州铁路职业技术学院机电学院， 广州510430）
摘要：阐述了多层激光焊接接头不均匀性的微观组织和残余应力形成机理；分析了在热循环作用的多层厚板焊接工艺，焊缝不同位置微观组织和应力产生明显不同，形成了残余应力和不均匀分布的微观组织，影响到多层焊接性能和寿命。相关研究显示，对于分析焊缝的微观组织演变和残余应力分布较少，致使多层厚板焊接接头的不均匀性微观组织和残余应力分布成因不明，无法对微观组织焊接接头性能有效调控。深入研究多层激光焊接不均匀性微观组织和残余应力的成因，对激光焊接接头的组织性能调控至关重要。
关键词：激光焊接；微观组织；残余应力
中图分类号：TG407 文献标志码：A 文章编号：1009－9492 ( 2020 ) 08－0038－03
Microstructure and Residual Stress Formation Mechanism of Non-uniformity of
Multilayer Laser Welded Joints
Cheng Zhiyong，Li Xiaojuan，Chen Wenwei，Zhou Huanwei
（Guangzhou Institute of Railway Technology, Guangzhou 510430, China）
Abstract: The formation mechanism of microstructure and residual stress of multi-layer laser welded joint was expounded. The microstructure and stress generation of different positions of weld were obviously different in the welding process of multilayer thick plate under the action of thermal cycle, and the microstructure with residual stress and uneven distribution was formed, which affected the performance and life of multi-layer welding. The related research shows that the microstructure evolution and residual stress distribution of the weld are less, which makes the inhomogeneous microstructure and residual stress distribution of multi-layer thick plate welding joint unclear, which can not effectively control the performance of the welded joint. It is very important to study the causes of inhomogeneous microstructure and residual stress in multi-layer laser welding.
Key words: laser welding; microstructure; residual stress
引言
激光焊接接头的金相组织演变和应力分布是受焊接热循环过程的作用，因厚板焊接选取的多层焊接工艺受热循环影响，形成焊缝厚度方向的应力和组织产生变化，使应力和组织分布不均匀，导致多层焊接接头的寿命及性能受到影响。现有研究主要集中在焊接接头激光及电弧、热影响区域的应力和组织上，对于焊缝厚度方向的应力和组织分析较少，使多层焊接接头不均匀性的应力和组织形成机理不清楚，对焊接接头组织性能无法有效控制。为更好地研究多层焊接接头不均匀性微观组织和残余应力，本文将微观组织、数值模拟仿真和残余应力分析相结合，构建应力场及温度场模型，研究其接头不均匀性的微观组织和残余应力形成机理[1]。
结束语
通过对多层焊接接头微观组织和残余应力的研究，热循环不均匀的作用是使多层焊接接头焊缝产生残余应力和微观组织不均匀性的主要成因；焊缝各层残余应力和微观组织不均匀性的产生与各层焊接工艺的差异性有关；焊缝层间残余应力和微观组织不均匀性的产生与上、下层焊缝重熔线距离及热处理作用有关；此外，复杂基本相、相变温度低、相变温度区域宽的金属材料具有显著的残余应力和微观组织不均匀性形成趋势。