MW9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究
冷轧酸轧机组激光焊机焊缝断带的分析与改进
河 南 冶 金 Ｊｕｎ． ２０１８ ＨＥＮＡＮ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｖｏｌ．２６ Ｎｏ．３
冷轧酸轧机组激光焊机焊缝断带的分析与改进
缝在切缝质量不好的地方造成焊接质量下降，在遇
第二次拉矫机处发生断带，带尾甩过 ４ ＃张力 辊，带头掉在入口活套上升过道上。 断带为过拉矫 机时中部开裂，弯曲时撞向上矫直辊形成褶皱，无法 咬入拉裂带钢，中部断口整齐无明显断口，向 ＷＳ 侧
和 ＤＳ 侧越发毛糙，最终在距 ＷＳ 侧 和 ＤＳ 侧 １５ ｃｍ
图 ３ 焊缝与切缝关系
处越过焊缝，形成拉裂，断面减薄明显，如图 ４ 所示。 根据焊缝平整度曲线（ 如图 间出现尖峰，此点为异常值，与焊缝中部的毛刺 有关系。
（ａ） 焊缝传动侧 （ｂ） 焊缝中间部分 （ｃ） 焊缝操作侧
图 ４ 焊缝断带处分析
切缝质量不好，且激光位置与切缝存在误差，导致焊
ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＡＮＤ ＩＭＰＲＯＶＥＭＥＮＴ ＯＦ ＷＥＬＤ ＢＲＥＡＫ ＩＮ ＣＯＬＤ ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＡＳＥＲ ＷＥＬＤＥＲ
Ｚｈａｎｇ Ｓｈｅｎｇｄｏｎｇ Ｃｕｉ Ｚｈａｎｌｉ Ｘｉｎｇ Ｗｅｉ （ Ａｎｇａｎｇ Ｇｒｏｕｐ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｌａｓｅｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｐｌａｙｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔａｎｄｅｍ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｍｉｌｌ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ ｃｏｎ⁃ ｔｉｎｕｏｕｓ ｒｏｌｌｉｎｇ． Ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｌａｓｅｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｌｄ ｓｅａｍｓ， ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｗｅｌｄ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｅｌｄ ｓｅａｍ ｂｒｏｋｅｎ ｚｏｎｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ １ ５５０ ｍｍ ｃｏｌｄ ｒｏｌｌｉｎｇ ｍｉｌｌ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ ｌａｓｅｒ ｗｅｌｄｅｒ ｗｅｌｄ ｗｅｌｄｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ
冷轧酸轧机组激光焊机焊缝断带的分析
工作探索冷轧酸轧机组激光焊机焊缝断带的分析关楠(本钢板材股份有限公司冷札厂，辽宁本溪117000)摘要：激光焊机是酸轧机组中的关键设备，它的主要功能是将前后两卷带钢的带头、带尾经双切剪剪切后进行焊接，从而保 证整个酸轧机组的连续生产。
激光焊机的工作状态直接影响到整条生产线的稳定运行。
因此文章结合实际，就冷轧酸轧机组 激光焊机焊缝断带展开分析。
关键词：冷轧酸轧机组；激光焊机；焊缝断带激光焊接热乳钢带具有对接焊缝牢固，乳制中动态厚度 超差长度较短，乳机断带风险低等优势。
激光焊机主要由激 光源、焊机入口部分、焊机本体、焊机出口部分、月牙剪、气站和电气控制部分组成。
1激光焊机的原理c o2型激光焊机属于深熔焊接，利用高压产生激光，产 生的激光通过激光传输导管中各个反射镜以及聚焦镜，激光 束准确的聚焦在带钢对接部位，激光的光能被带钢 产生热能，带钢的对接部分溶，成熔。
由于激光束的 高 ，带钢对接部分的 部被 热、熔、_，成孔，随着激光束的向前移动，孔内被熔的料随着 固形成 、致密的焊缝。
激光产生原理如1。
高压焊接材料C〇2-■►激光图1激光产生原理图2 Miebach激光焊接带钢焊缝分析2.1焊接过程激光焊接 高度的激光束射接属，6属熔 带钢的接。
在激光 属的 用；中，属熔 中。
光能属熔 的能，以出，、等 体成等。
要 的熔焊接，属熔化成能的主要。
，光束焦位激光焊接 的控制 。
激光 和焊接 度，有焦于位内能熔深和的焊缝 。
分析和 ，在带钢焊接，激光焦 在 以1/3带钢厚度，有利于低带钢 对光束的散射作用，增加焊缝对激光能量的 ，使能 深度 。
2.2酸轧线焊缝断带的原因分析酸乳线以 续性、快节奏生产而著称，但断带问题成为影响机组产能的主要因素之一。
导致断带的因素很多，中带钢焊缝质不合格彳3 的一个问题。
长期焊接场考察和 试检测分，带钢焊缝区域由于焊机备或激光器出意外情况和因素，会导焊缝出些缺陷。
漏焊、飞派、错边等，焊缝内属没有合金，焊缝度达不到要求。
硅钢片与不锈钢间的激光点焊工艺
摘 要 ： 对硅 钢 与不 锈 钢 进 行 了激 光 点 焊 工 艺研 究 。通过 工 艺试验 分析 了激 光功 率 、 焊 接时 间和焦 点位
本 工艺试 验 采用Ｃ ０ ２ 激光 焊 机 ， 最 大输 出 功率 ２ ０ ０ ０ Ｗ。 焊 接 接 头 为搭 接 结 构 ， 保 护 气 体Ｎｚ 。 被 焊 材料 ： 太 钢生产 的０ ． ６ ５ ｍｍ硅 钢片
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ３ Ｏ ５ 文献标识码 ： Ａ
ＤＯＩ 编 码： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ ０ ０ ６ － ２ ８ ０ ７ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ １ ３
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｓ ｐ ｏ ｔ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｉ ｎ ｌ ｅ ｓ ｓ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ． Ｉ ｎ ． ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｍｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｚ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｂ ｙ ｖ ａ ｒ ｉ — ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ， ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ・ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ，ｔ ｏ ｆ ｏ ｒ ｍ ｕ ｐ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｓ ｐ ｏ ｔ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｉ ｌ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｓ ｐ ｏ ｔ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｎ ｕ ｇ ｇ ｅ ｔ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ
MW9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究
上海交通大学硕士学位论文MW9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究姓名：蒋意靖申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：唐新华20080201MW9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究摘 要激光填丝焊具有速度快、效率高、焊缝质量好的特点，已成功用于宝钢集团股份有限公司普通碳钢带钢连轧生产线前后板带的连接，但在冷轧硅钢带时，发现在激光焊缝处经常发生断裂，严重影响生产效率。
为弄清其原因，从根本上解决断带问题，本文就MW9124硅钢的激光焊缝冷轧过程中的断裂问题进行一系列的研究。
本文首先对断带进行了失效分析。
通过对断带试样的各种物理和化学性能的分析，对失效的各种可能进行了排查，发现断带主要是由低周疲劳引发，而焊缝表面缺陷造成的局部的应力应变集中对疲劳裂纹萌生有相当大的影响。
本文利用ANSYS有限元软件，对焊缝的成形、内部缺陷、表面缺陷、强度匹配不当等因素引起的应力集中进行了模拟，分析了它们对应力应变集中的影响程度。
其中焊缝的表面缺陷如错边，对应力应变集中的影响很大，而内部缺陷影响相对较小，因此表面缺陷在焊接中尤其需要关注。
此外，本文还利用该软件，对裂纹疲劳扩展的过程进行了模拟研究。
本文的最后部分，通过对MW9124硅钢的激光焊接工艺试验，对影响焊缝成形、焊缝组织和性能变化的工艺参数进行了研究和优化，找出了线能量对于焊缝组织和硬度的影响规律，总结了MW9124硅钢的激光焊接特点，为提高焊缝质量和断裂韧性，降低其冷轧过程中的断裂倾向提供有效的参考依据。
关键词：硅钢，失效分析，有限元模拟，疲劳断裂，激光焊接FRACTURE ANALYSIS OF LASER-WELDED MW9124 STEEL IN COLD-ROLLING PROCESS AND STUDY ON ITSWELDING TECHNOLOGYABSTRACTThe Laser Filler Wire Welding is characterised with high speed, high efficiency and good welding quality, it has been successfully applied to joining the general carbon steel sheet on the tandem rolling production lines at Bao Steel Group Co. Ltd. But on the cold-rolling production line of silicon steel, the fracture occurs in the laser welding seam from time to time, which greatly lowers the production effieciency. In order to fint out the fracture cause and the effective solution to this problem exactly, a series of researches that focused on the fracture problem in the cold-rolling process of the laser welded silicon steel MW9124 were carried out in this thesis.Firstly a series of failure analysis of the broken steel sheet parts were performed. By means of various kinds of chemical and physical analysis of these parts, as well as the study of some possible failure causes, it was found that the low-cycle fatigue is the main possible reason, and the local stress and strain concentration in a small area induced by surface defects of welding seams have also a great effect on the initiation of the fatigue crack.For this sake a finite element simulation software ANSYS is used to simulate and analyse the stress concentration caused by welding deformation, inner and surface welding defects and intensity mismatch. The surface welding defects such as unfitness of butt joint have much larger influence on stress and strain concerntration than the inner welding defects. Therefore more attentions should be paid on such surface defects. Besides, ANSYS was used to simulate the propagation process of fatigue crack. In the last part of this thesis, the technology parameters, which influence the forming, structure and performance of the welding seam, was studied and optimized through the laser welding experiment of MW9124 silicon steel, and the relationship between structure, hardness grandient and line input energy was obtained. The laser welding characteristics of MW9124 silicon steel was also concluded as a reference to raise the welding quality and fracture toughness property, and to lower the cracking probability in the cold rolling process.Keywords: Silicon steel, Failure analysis, finite element simulation, Fatigue cracking, Laser welding上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
硅钢带激光焊接工艺实验研究
硅钢带激光焊接工艺实验研究赵勇【摘要】采用CO2激光焊接器对硅含量较高的硅钢带进行激光焊接工艺实验,研究线能量及焊接前后热处理加热功率对硅钢带焊接接头组织和硬度的影响.结果表明,一定范围内,随着线能量的增加或焊接前后热处理加热功率的提高,硅钢焊缝组织中的条状铁素体逐渐变成块状,M-A组元减少,同时,焊缝到母材的硬度梯度也逐渐降低.经多次实验,最终确定最佳焊接工艺为4 500 mm·min-1×10.8 kW×26kW×32 kW,其焊缝满足硅钢带后续的轧制要求.【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(032)002【总页数】4页(P109-111,122)【关键词】硅钢带;激光焊接;冷轧【作者】赵勇【作者单位】马钢股份有限公司第四钢轧厂,安徽马鞍山243000【正文语种】中文【中图分类】TG456.7激光焊接技术以高能量密度的激光束作为热源，是一种比较先进焊接方法，应用广泛[1-2]。
激光焊机不仅焊接速度快、效率高，而且焊缝质量好[3]，因此在实际冷轧生产过程中，普通碳钢带钢采用激光焊接技术。
目前，国内外学者对有关激光焊接技术进行了大量研究，如Chan等[4]采用脉冲激光对不同厚度的同种材质冷轧钢板进行对焊试验，结果表明随着厚度比率的增加，拼焊板的成型性能下降；Chung等[5]研究了保护气体的种类对汽车用低碳钢CO2激光拼焊性能的影响，结果表明He或50%Ar+50%N2(体积分数)是最好的保护气体；Kusuda等[6]认为，拼焊焊缝附近的冲压成形性能与材料的成分、强度比率和厚度比率有关。
但有关激光焊接技术应用在硅含量较高的硅钢带中的研究报道相对较少。
对于硅钢，硅含量对其焊接性影响较大，特别是硅含量较高时，对焊接性影响更大；另外，激光焊接热源集中在硅钢带接头部位，其热变形虽小，但温度梯度大，会使得焊接残余应力过大[7]。
在冷轧过程中，常常在激光焊接热轧硅钢卷的焊缝处发生断带，严重影响生产效率，因此硅钢带的激光焊接工艺必须严格控制[8-9]。
TMEIC激光焊机退火功能对硅钢焊接性能的改善
TMEIC激光焊机退火功能对硅钢焊接性能的改善李建文;刘永安;贾海亮【摘要】本文简述了硅钢焊接的特点和激光焊机的工作原理,通过某酸洗冷连轧机组入口处的TMEIC激光焊机生产实例,针对该焊机在焊接某高硅牌号硅钢易断带的问题,重点研究了该焊机在焊接该钢种时退火工艺对焊缝成形、组织形态和机械性能的影响,探索了提高焊缝退火后的工艺性能.结果表明:采用焊后退火可以明显改善焊缝的塑性和韧性,并且随着退火感应电流的增大,改善效果愈明显;采用较大感应电流退火工艺焊接某高硅钢种时,可以获得无缺陷、力学性能较为优良的焊缝,并降低焊缝断带率.【期刊名称】《重型机械》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】4页(P32-35)【关键词】激光焊机;焊缝退火功能;大电流【作者】李建文;刘永安;贾海亮【作者单位】武汉钢铁有限公司硅钢事业部,湖北武汉430083;武汉钢铁有限公司硅钢事业部,湖北武汉430083;中国重型机械研究院股份公司,陕西西安710032【正文语种】中文【中图分类】TG4060 前言硅钢也称为电工钢，是含硅量在0.3%～5%的超低碳钢板。
加硅使Fe-C相图中γ区缩小，使铁的电阻率明显增高，涡流损耗和磁滞损耗降低，磁导率增高，磁时效现象减轻。
硅含量增高，使铁的屈服强度和抗拉强度明显增高，塑性和韧性急剧下降，也使铁的热导率降低[1]。
因此，硅钢焊接时易产生较大的变形和应力；当硅含量很高时，通常热板在焊接后，晶粒会严重粗大，必须在焊后进行退火工序；由于焊缝韧性差，易开裂，焊接困难，焊区和热影响区的性能也远不如母材[2]。
随着激光技术的发展，激光拼缝焊接技术代替以往的熔化极氩弧填丝焊。
激光焊接与传统焊接方式相比，激光束直径小，焊接能量集中，工作区功率密度高，聚焦后能够达到105～107 W/cm2，焊接速度快，生产效率高；激光深熔焊能量使用率高，热输入量小，焊缝、热影响区窄，焊缝强度大，焊接质量高；焊接性能稳定，精确度和可靠性高，重复性好，噪音低；无接触焊接，容易实现全自动过程控制；焊接的品种及规格范围大；焊缝表面平整，堆高小，可直接通过轧机而不会伤害张力辊和轧辊，提高成材率和表面质量；可配置前加热、后加热装置，调节焊缝冷却速度，控制焊缝组织性能；可通过激光填丝焊接控制焊缝区的组织性能，改善焊缝质量[3-5]。
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上海交通大学硕士学位论文MW9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究姓名：蒋意靖申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：唐新华20080201MW9124硅钢带激光焊缝冷轧断裂分析及焊接工艺研究摘 要激光填丝焊具有速度快、效率高、焊缝质量好的特点，已成功用于宝钢集团股份有限公司普通碳钢带钢连轧生产线前后板带的连接，但在冷轧硅钢带时，发现在激光焊缝处经常发生断裂，严重影响生产效率。
为弄清其原因，从根本上解决断带问题，本文就MW9124硅钢的激光焊缝冷轧过程中的断裂问题进行一系列的研究。
本文首先对断带进行了失效分析。
通过对断带试样的各种物理和化学性能的分析，对失效的各种可能进行了排查，发现断带主要是由低周疲劳引发，而焊缝表面缺陷造成的局部的应力应变集中对疲劳裂纹萌生有相当大的影响。
本文利用ANSYS有限元软件，对焊缝的成形、内部缺陷、表面缺陷、强度匹配不当等因素引起的应力集中进行了模拟，分析了它们对应力应变集中的影响程度。
其中焊缝的表面缺陷如错边，对应力应变集中的影响很大，而内部缺陷影响相对较小，因此表面缺陷在焊接中尤其需要关注。
此外，本文还利用该软件，对裂纹疲劳扩展的过程进行了模拟研究。
本文的最后部分，通过对MW9124硅钢的激光焊接工艺试验，对影响焊缝成形、焊缝组织和性能变化的工艺参数进行了研究和优化，找出了线能量对于焊缝组织和硬度的影响规律，总结了MW9124硅钢的激光焊接特点，为提高焊缝质量和断裂韧性，降低其冷轧过程中的断裂倾向提供有效的参考依据。
关键词：硅钢，失效分析，有限元模拟，疲劳断裂，激光焊接FRACTURE ANALYSIS OF LASER-WELDED MW9124 STEEL IN COLD-ROLLING PROCESS AND STUDY ON ITSWELDING TECHNOLOGYABSTRACTThe Laser Filler Wire Welding is characterised with high speed, high efficiency and good welding quality, it has been successfully applied to joining the general carbon steel sheet on the tandem rolling production lines at Bao Steel Group Co. Ltd. But on the cold-rolling production line of silicon steel, the fracture occurs in the laser welding seam from time to time, which greatly lowers the production effieciency. In order to fint out the fracture cause and the effective solution to this problem exactly, a series of researches that focused on the fracture problem in the cold-rolling process of the laser welded silicon steel MW9124 were carried out in this thesis.Firstly a series of failure analysis of the broken steel sheet parts were performed. By means of various kinds of chemical and physical analysis of these parts, as well as the study of some possible failure causes, it was found that the low-cycle fatigue is the main possible reason, and the local stress and strain concentration in a small area induced by surface defects of welding seams have also a great effect on the initiation of the fatigue crack.For this sake a finite element simulation software ANSYS is used to simulate and analyse the stress concentration caused by welding deformation, inner and surface welding defects and intensity mismatch. The surface welding defects such as unfitness of butt joint have much larger influence on stress and strain concerntration than the inner welding defects. Therefore more attentions should be paid on such surface defects. Besides, ANSYS was used to simulate the propagation process of fatigue crack. In the last part of this thesis, the technology parameters, which influence the forming, structure and performance of the welding seam, was studied and optimized through the laser welding experiment of MW9124 silicon steel, and the relationship between structure, hardness grandient and line input energy was obtained. The laser welding characteristics of MW9124 silicon steel was also concluded as a reference to raise the welding quality and fracture toughness property, and to lower the cracking probability in the cold rolling process.Keywords: Silicon steel, Failure analysis, finite element simulation, Fatigue cracking, Laser welding上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：日期：年月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在 年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日第1章 绪论1.1 激光焊接技术自从第一台红宝石激光器于1960年问世以来，激光加工技术经过几十年的发展，已经成为工业生产中的一项常用技术。
在今天，几乎所有的重要工业部门都应用了激光器。
激光材料加工按其加工方法可以分为切割、焊接、热处理及表面处理、雕刻、打孔、刻蚀以及激光成形等。
目前在激光各个加工类别中发展最快是激光焊接。
在发达国家，激光焊接几乎涉及了各个工业领域。
在汽车制造业中，激光焊接得到了最为广泛的应用。
目前，激光焊接己经进入了成熟的阶段[1,2]。
激光焊接是利用高能密度激光来使金属材料熔融并连接，形成冶金结合的焊接接头的焊接方法。
在冶金行业，激光焊接技术主要应用在冷轧生产线、硅钢和不锈钢生产线的卷材在线焊接和冶金企业配材的板材拼焊。
激光焊接早期的应用均是采用脉冲固体激光器，进行小型零部件的点焊和由点焊搭接而成的缝焊。
焊接过程属于热传导型焊接，即热导焊，工作原理是激光辐照加热工件表面，工件表面的热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的脉宽、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件达到一定的熔池深度，而表面又无明显的汽化。
焊接所用脉冲激光器的平均功率低，焊接过程中输入工件的热量小，而单位时间所能焊合的面积也小。
目前，激光焊接技术主要使用CO2激光器和Nd:YAG激光器。
千瓦级以上的连续CO2激光器和连续Nd:YAG激光器使得高功率激光深熔焊接得以实现。
激光深熔焊的原理是，在高功率激光束照射下，当工件上的能量密度达到107W/cm2以上时，这个数量级的入射功率密度可以在极短的时间内使加热区的金属汽化，从而在液态熔池中形成一个小孔，称之为匙孔。
当小孔形成后孔壁材料连续蒸发充满小孔。
由这局部封闭的蒸汽所产生的高压把临近的熔化金属推向四周，以使激光束通过这个低密度的蒸汽孔，迅速进入材料内部。
小孔周围液体的流动和表面张力倾向于消除小孔，而孔壁材料连续产生的蒸汽压力则极力维护小孔，于是小孔产生的蒸汽压力与它周围的熔化金属的液体静压力达到平衡。
随着激光束或工件移动，熔融金属在稳定态小孔后以行进光束或工件确定的速度向前运动，随之凝固形成焊缝金属。
深熔焊是激光焊接中常用的焊接模式[3,4,5]。
激光焊接与其它传统焊接工艺相比，有着许多优点。
其最主要的优势之一就是能够将激光束集中于非常狭小的区域，从而产生高能量密度的热源。