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高功率激光束焊接封闭环焊缝时避免端部凹坑缺陷

DOI：10.1007/s40194-019-00841-x 期刊：Welding in the World 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本研究旨在制定一种防止厚壁环焊缝高功率激光焊接中端部凹坑缺陷的策略。通过一系列实验探究了焊接参数对重叠区域气孔、裂纹、根部余高焊缝金属及收缩腔等端部凹坑缺陷形成的影响。在闭合环焊缝时突然切断激光功率会导致贯穿整个焊件厚度的孔洞形成。激光功率渐降会引发凝固裂纹，这些裂纹始于全熔透模式向部分熔透模式的转变过程。激光束散焦技术在避免端部凹坑缺陷方面取得了良好效果，采用散焦技术能有效防止重叠区域的裂纹和气孔。该防端部凹坑缺陷策略先在壁厚8-10mm的S355 J2钢平试样上测试，后应用于10mm厚的高强度管线钢API5L-X100Q管段。
作者： Sergej Gook，?mer üstünda?，Andrey Gumenyuk，Michael Rethmeier
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

厚壁环焊缝高功率激光焊接中防止端部凹坑缺陷的策略制定。

研究成果

激光束在80毫米范围内的散焦显示出对焊缝形状的预期效果?？尚纬杀床糠秩弁负阜?。采用该技术能避免焊缝中部厚度区域的裂纹和气孔。研究发现约15毫米的较短伸出长度具有优势。通过使用2千瓦激光功率和4.3毫米光斑直径对顶面进行平滑焊接，可重熔顶面的收缩腔。将平板试样获得的结果成功转化应用于X100Q钢级10毫米厚管道的环焊缝，实现了无缺陷的重叠区域。

研究不足

所使用的焊接设备不允许激光束在80毫米范围外进一步散焦，因此建议通过热传导模式下熔化光束的平滑处理来消除端部凹坑收缩裂纹。

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