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理解不锈钢高功率激光焊接中的根部凸起：一种综合方法

DOI：10.1007/s00170-020-05021-6 期刊：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 大功率激光焊接是工业领域连接厚板的有效方法。然而，厚板全熔透激光焊接易产生咬边、根部凸起和气孔等焊接缺陷。本文通过数值模拟与激光焊接实验相结合的方法，研究了厚不锈钢板全熔透光纤激光焊接过程中小孔与熔池的动态行为，揭示了根部凸起的形成机理，并对焊缝显微组织进行了分析。数值模拟与实验结果具有良好的一致性。研究表明：反冲压力、表面张力和重力是根部凸起形成的主要驱动力；小孔底部附近由反冲压力驱动的熔体流动是根部凸起初始且直接的成因；焊接速度是影响根部凸起生长的重要因素；后部熔池路径的局部凝固会阻碍根部凸起的持续生长，从而导致周期性根部凸起焊缝的产生。
作者： Mingjun Zhang，Tongtong Liu，Renzhi Hu，Zhongyan Mu，Shun Chen，Genyu Chen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究厚不锈钢板全熔透光纤激光焊接过程中小孔与熔池的动态行为，揭示根部驼峰缺陷的形成机理。

研究成果

结果表明，反冲压力、表面张力和重力是形成根部凸起的主要驱动力。由小孔底部附近反冲压力驱动的熔体流动是根部凸起初始且直接的成因。焊接速度是影响根部凸起生长的重要因素。后部焊道路径的局部凝固会阻碍根部凸起的持续生长，并可能导致周期性根部凸起焊缝的形成。

研究不足

该研究聚焦于采用10千瓦光纤激光器对厚不锈钢板进行自熔激光焊接时根部驼峰的形成机理。研究结果可能并不直接适用于其他材料或焊接条件。

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