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高频微振动条件下316L钢激光焊接的振动参数优化

DOI：10.1088/2053-1591/aaf838 期刊：Materials Research Express 出版年份：2018 更新时间：2025-11-28 14:24:20
摘要： 高频微振动结合激光应用于激光焊接过程，通过对比焊缝几何形状选择工艺参数。具体参数为：激光功率(P)2.5kW，焊接速度(V)1.2m/min，离焦量(DA)-5mm。根据正交试验方案调整频率(F)、振动加速度(A)和角度(θ)三个参数，对比分析焊缝显微组织和拉伸性能，通过焊缝尾部形貌描述小孔稳定性。研究发现显微组织和接头力学性能受A和F显著影响：在振动共振状态下，频率F越高，极限抗拉强度(UTS)和硬度越好——当F为1360Hz时UTS达602MPa；加速度A从10增至60m/s2时UTS提升10MPa，更高共振状态下热影响区(HW)和热裂区(HL)甚至消失。响应面分析表明F和A对焊缝宽度影响显著，更高共振状态会增大焊缝宽度。最优工艺参数为F=1360Hz、A=60m/s2、θ=90°，此时UTS 602MPa，硬度214.5Hv，延伸率40%，这主要源于晶粒细化强化作用。
作者： Zhang Wei，Lu Qinghua，Zhang Peilei，Yan Hua，Ren Xinhuai，Bai Yongzhen
机构： Shanghai University of Engineering Science, School of Materials Engineering
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究高频微振动对316L钢激光焊接接头力学性能和显微组织的影响。

研究成果

研究表明，高频微振动能显著改善316L钢激光焊接接头的力学性能和微观结构。最佳参数确定为频率=1360赫兹、加速度=60米/秒2、角度=90°，通过晶粒细化强化作用使极限抗拉强度、硬度和延伸率均得到提升。

研究不足

该研究仅限于316L不锈钢和特定的激光焊接参数。未探讨振动参数对其他材料或焊接方法的影响。

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