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304不锈钢作为奥氏体不锈钢的一种,有耐蚀性好、无磁性等优点,具有较高的韧性和塑性,广泛应用于常压容器以及生物工程、化学工程、航空、核工业等领域。近些年来,不锈钢薄板的应用范围更加广泛,在航空航天、电子器件、医疗器械、核工业、机械仪表等方面的应用越来越多。
因此,超薄不锈钢制品的封装和焊接变得十分重要。传统的焊接方法难以保证薄板的焊接成形质量,而激光焊接具有传统焊接无法比拟的优点,能有效减少焊接缺陷。304不锈钢薄板焊接技术的研究便是在这种背景下产生的。根据304不锈钢材料的物理特性,计算了使不锈钢薄板实现熔接所需的功率密度,并确定了焊接方式。简要分析了薄板穿透焊的机理,并对激光焊接工艺参数进行了分析和选择。采用单因素试验方法对0.3mm厚的304不锈钢板进行了对焊试验,研究了工艺参数变化对焊接接头的影响,并结合焊接原理对试验结果进行了分析;通过对焊缝熔透性、表面形貌的分析,对焊接工艺参数组合进行优化,获得良好的焊接接头。
利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计等分析仪器检测了薄板焊接接头的显微组织、相组成、硬度和力学性能,并对检测结果进行了分析和讨论。结合试验结果和检测数据,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,对进一步分析薄板的焊接变形机理打下基础。