Investigación sobre la deformación por soldadura láser de placas de acero inoxidable

Como nuevo tipo de material, el acero inoxidable se ha utilizado ampliamente en la industria aeroespacial, autopartes y otros campos debido a su resistencia a la corrosión y su conformabilidad. La aplicación de la soldadura láser en acero inoxidable ocupa un lugar muy importante, especialmente en la industria de la automoción, donde todas las carrocerías están conectadas mediante soldadura. Sin embargo, debido a la influencia de muchos factores, la soldadura de placas de acero inoxidable tiene problemas de deformación y es difícil de controlar, lo que no favorece el desarrollo sostenible de campos relacionados.

Por lo tanto, es de gran importancia fortalecer la investigación sobre la deformación por soldadura láser de placas de acero inoxidable.

1. Descripción general de la soldadura por láser

La soldadura por láser se refiere principalmente a un método de soldadura que utiliza energía láser como fuente de calor para fundir y conectar piezas de trabajo. Durante el proceso de soldadura por láser, el láser irradia la superficie del material a soldar y tiene un efecto sobre ella. Una parte se refleja, el resto se absorbe y entra al interior del material para completar el objetivo de soldadura. En resumen, el proceso de soldadura por láser consiste en utilizar un rayo láser de alta potencia enfocado por un sistema óptico para irradiar la superficie del material a soldar, y luego hacer un uso completo del material para absorber la energía lumínica para el calentamiento y otros tratamientos. . Finalmente, se enfría para formar una junta soldada. Una especie de proceso de soldadura por fusión. En circunstancias normales, la soldadura láser se divide principalmente en soldadura por conductividad térmica y soldadura de penetración profunda.

2. Los peligros de la deformación de la soldadura y los principales factores que afectan la deformación de la soldadura.

Los principales factores que afectan la deformación de la soldadura son la corriente de soldadura, el ancho de pulso y la frecuencia. A medida que aumenta la corriente de soldadura, también aumenta el ancho del cordón de soldadura, y aparecen gradualmente fenómenos como las salpicaduras, que provocan oxidación y deformación en la superficie del cordón de soldadura, acompañadas de rugosidad; el aumento del ancho del pulso hace que la resistencia de la junta de soldadura aumente, y cuando el ancho del pulso alcanza un cierto nivel, el consumo de energía por conducción de calor en la superficie del material también aumenta. La evaporación hace que el líquido salpique fuera de la piscina fundida, lo que resulta en un área de sección transversal más pequeña de la junta de soldadura, lo que afecta la resistencia de la junta; la influencia de la frecuencia de soldadura en la deformación por soldadura de la placa de acero inoxidable está estrechamente relacionada con el espesor de la placa de acero. Por ejemplo, para una placa de acero inoxidable de 0.5 mm, cuando la frecuencia alcanza los 2 Hz, la tasa de superposición de la soldadura es mayor; cuando la frecuencia alcanza los 5 Hz, la soldadura se quema gravemente, la zona afectada por el calor es más ancha y se produce una deformación. Se puede ver que es imperativo fortalecer el control efectivo de la deformación de la soldadura.

3. Contramedidas efectivas para evitar la distorsión de la soldadura por láser.

Para reducir el problema de la distorsión de la soldadura por láser y mejorar la calidad de soldadura de las placas de acero inoxidable, podemos comenzar optimizando los parámetros del proceso de soldadura. Los métodos de operación específicos son los siguientes:

3.1 Introducir de forma activa el método de experimento ortogonal

El método experimental ortogonal se refiere principalmente a un método estadístico matemático que analiza y organiza experimentos multifactoriales a través de tablas ortogonales. Puede utilizar menos experimentación para obtener resultados efectivos e inferir el mejor plan de implementación. Al mismo tiempo, también puede realizar análisis en profundidad, obtener información más relevante y proporcionar una base para un trabajo específico. Generalmente, la corriente de soldadura, el ancho de pulso y la frecuencia del láser se seleccionan como los objetos de observación clave, la deformación de la soldadura se considera un índice y se controla al valor mínimo, y se respeta el principio de razonabilidad y se controla el nivel del factor. dentro de un rango apropiado. Por ejemplo, para una placa de acero inoxidable con un grosor de 0.5 mm, la corriente se puede controlar entre 80 ~ 96 I / A; la frecuencia está entre 2 ~ 5f / Hz, etc.

3.2 Elección de la mesa ortogonal

En circunstancias normales, el número de niveles de factor de prueba debe ser coherente con el número de niveles en la tabla ortogonal y el número de factores debe ser menor que el número de columnas en la tabla ortogonal. Un diseño razonable de la mesa ortogonal puede proporcionar el apoyo y la asistencia correspondientes para el trabajo de investigación posterior.

3.3 Análisis del rango de resultados de la prueba

Según los resultados de la prueba de una placa de acero inoxidable con un espesor de 0.5 mm, el rango de cada columna no es igual, lo que prueba que los diferentes niveles de cada elemento son únicos y los efectos son diferentes. Los efectos sobre la deformación de la soldadura láser están en orden de corriente, ancho de pulso y frecuencia, factores integrales, los mejores parámetros del proceso de soldadura láser deben controlar la corriente a 85A, el ancho de pulso es de 7 ms y la frecuencia es de 3 Hz. Controlar los parámetros del proceso de soldadura en tres valores puede garantizar la deformación de soldadura más pequeña de la placa de acero inoxidable de 0.5 mm.

Para la placa de acero inoxidable con un grosor de 0.8 mm, los parámetros de corriente, ancho de pulso y frecuencia deben controlarse a 124 A, 8 ms, 4 Hz, respectivamente, al garantizar la deformación mínima sobre la base de cumplir con la resistencia a la tracción de la soldadura. Las placas de acero inoxidable con un espesor de 1 mm son 160A, 11MS y 5Hz respectivamente. En el proceso de soldadura por láser, el soldador controla varios parámetros dentro de un rango razonable, lo que no solo mejora la calidad y eficiencia de la soldadura, sino que también evita la deformación de la placa de acero y cumple con los requisitos de producción. Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, también se ha desarrollado la tecnología para controlar la deformación de la soldadura, como la aplicación de la simulación de elementos finitos en el control de la deformación de la soldadura, etc., mediante el uso de la temperatura y la tensión de soldadura para evitar problemas de deformación de la soldadura, mejorar el equilibrio de tensión de las placas de acero inoxidable y evite las placas de acero. Mientras se suelda la deformación, también puede mejorar la calidad de la soldadura, promoviendo así el desarrollo saludable de campos relacionados.

Conclusión 4 

De acuerdo con lo anterior, el proceso de soldadura por láser, como tecnología de soldadura eficaz, juega un papel activo en la mejora de la calidad de la soldadura. Sin embargo, debido a la influencia de factores como la corriente láser, la soldadura láser de placas de acero inoxidable tiene problemas como la deformación. En este sentido, los soldadores pueden tomar el método de experimento ortogonal para obtener los mejores parámetros de proceso de placas de acero de diferentes espesores, combinar los parámetros para realizar trabajos de soldadura y mejorar continuamente la calidad de la soldadura, a fin de evitar la aparición de la deformación de la placa de acero en el mayor extensión.

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