Recherche sur la déformation par soudage laser d'une plaque en acier inoxydable

En tant que nouveau type de matériau, l'acier inoxydable a été largement utilisé dans l'aérospatiale, les pièces automobiles et d'autres domaines en raison de sa résistance à la corrosion et de sa formabilité. L'application du soudage laser dans l'acier inoxydable occupe une place très importante, notamment dans l'industrie automobile, où toutes les carrosseries de voitures sont reliées par soudage. Cependant, du fait de l'influence de nombreux facteurs, le soudage des tôles en acier inoxydable présente des problèmes de déformation et est difficile à maîtriser, ce qui n'est pas propice au développement durable des domaines connexes.

Par conséquent, il est d'une grande importance de renforcer la recherche sur la déformation par soudage laser des tôles en acier inoxydable.

1. Aperçu du soudage laser

Le soudage laser fait principalement référence à une méthode de soudage qui utilise l'énergie laser comme source de chaleur pour fondre et connecter des pièces. Pendant le processus de soudage au laser, le laser irradie la surface du matériau à souder et a un effet sur celle-ci. Une partie est réfléchie, le reste est absorbé et pénètre à l'intérieur du matériau pour compléter la cible de soudage. En bref, le processus de soudage au laser consiste à utiliser un faisceau laser de haute puissance focalisé par un système optique pour irradier la surface du matériau à souder, puis à utiliser pleinement le matériau pour absorber l'énergie lumineuse pour le chauffage et d'autres traitements. . Enfin, il est refroidi pour former un joint soudé. Une sorte de procédé de soudage par fusion. Dans des circonstances normales, le soudage au laser est principalement divisé en soudage par conductivité thermique et en soudage à pénétration profonde.

2. Les dangers de la déformation par soudage et les principaux facteurs affectant la déformation par soudage

Les principaux facteurs affectant la déformation de soudage sont le courant de soudage, la largeur d'impulsion et la fréquence. Au fur et à mesure que le courant de soudage augmente, la largeur du cordon de soudure augmente également, et des phénomènes tels que des projections apparaissent progressivement, provoquant une oxydation et une déformation à la surface du cordon de soudure, accompagnées de rugosité ; l'augmentation de la largeur d'impulsion fait augmenter la résistance du joint de soudure, et lorsque la largeur d'impulsion atteint un certain niveau, la consommation d'énergie de conduction thermique à la surface du matériau augmente également. L'évaporation fait éclabousser le liquide du bain de fusion, ce qui réduit la section transversale du joint de soudure, ce qui affecte la résistance du joint; l'influence de la fréquence de soudage sur la déformation de soudage de la plaque en acier inoxydable est étroitement liée à l'épaisseur de la plaque en acier. Par exemple, pour une plaque en acier inoxydable de 0.5 mm, lorsque la fréquence atteint 2 Hz, le taux de recouvrement de la soudure est plus élevé ; lorsque la fréquence atteint 5 Hz, la soudure est gravement brûlée, la zone affectée par la chaleur est plus large et une déformation se produit. On voit qu'il est impératif de renforcer le contrôle efficace de la déformation par soudage.

3. Contre-mesures efficaces pour éviter la distorsion de soudage au laser

Afin de réduire le problème de distorsion du soudage laser et d'améliorer la qualité de soudage des plaques en acier inoxydable, nous pouvons commencer par optimiser les paramètres du processus de soudage. Les modes opératoires spécifiques sont les suivants :

3.1.Introduire activement la méthode expérimentale orthogonale

La méthode expérimentale orthogonale fait principalement référence à une méthode statistique mathématique qui analyse et organise des expériences multifactorielles à l'aide de tableaux orthogonaux. Il peut utiliser moins d'expérimentation pour obtenir des résultats efficaces et déduire le meilleur plan de mise en œuvre. Dans le même temps, il peut également mener une analyse approfondie, obtenir des informations plus pertinentes et fournir une base pour un travail spécifique. Généralement, le courant de soudage, la largeur d'impulsion et la fréquence laser sont sélectionnés comme objets d'observation clés, la déformation de soudage est considérée comme un indice, et elle est contrôlée à la valeur minimale, et le principe du caractère raisonnable est respecté, et le niveau de facteur est contrôlé dans une fourchette appropriée. Par exemple, pour une plaque en acier inoxydable d'une épaisseur de 0.5 mm, le courant peut être contrôlé entre 80 et 96 I/A ; la fréquence est comprise entre 2~5f/Hz, etc.

3.2.Choix de la table orthogonale

Dans des circonstances normales, le nombre de niveaux de facteurs de test doit être cohérent avec le nombre de niveaux du tableau orthogonal, et le nombre de facteurs doit être inférieur au nombre de colonnes du tableau orthogonal. Une conception raisonnable de la table orthogonale peut fournir un soutien et une assistance correspondants pour les travaux de recherche ultérieurs.

3.3. Analyse de la plage de résultats du test

D'après les résultats des tests d'une plaque en acier inoxydable d'une épaisseur de 0.5 mm, la portée de chaque colonne n'est pas égale, ce qui prouve que les différents niveaux de chaque élément sont uniques et que les effets sont différents. Les effets sur la déformation du soudage laser sont dans l'ordre du courant, de la largeur d'impulsion et de la fréquence, des facteurs complets, les meilleurs paramètres de processus de soudage laser doivent contrôler le courant à 85A, la largeur d'impulsion est de 7 ms et la fréquence est de 3 Hz. Le contrôle des paramètres du processus de soudage à trois valeurs peut garantir la plus petite déformation de soudage de la plaque en acier inoxydable de 0.5 mm.

Pour la plaque en acier inoxydable d'une épaisseur de 0.8 mm, les paramètres de courant, de largeur d'impulsion et de fréquence doivent être contrôlés à 124 A, 8 ms, 4 Hz, respectivement, pour garantir la déformation minimale en fonction de la résistance à la traction de la soudure. Les plaques en acier inoxydable d'une épaisseur de 1 mm sont respectivement de 160A, 11MS et 5Hz. Dans le processus de soudage au laser, le soudeur contrôle divers paramètres dans une plage raisonnable, ce qui non seulement améliore la qualité et l'efficacité du soudage, mais évite également la déformation de la tôle d'acier et répond aux exigences de production. Avec le développement rapide de la science et de la technologie, la technologie de contrôle de la déformation du soudage s'est également développée, telle que l'application de la simulation par éléments finis dans le contrôle de la déformation du soudage, etc., grâce à l'utilisation de la température et de la contrainte de soudage pour éviter les problèmes de déformation de soudage, améliorer l'équilibre des contraintes des plaques en acier inoxydable et éviter les plaques en acier. Tout en soudant la déformation, il peut également améliorer la qualité du soudage, favorisant ainsi le développement sain des domaines connexes.

Conclusion 4 

Selon ce qui précède, le procédé de soudage au laser, en tant que technologie de soudage efficace, joue un rôle actif dans l'amélioration de la qualité du soudage. Cependant, en raison de l'influence de facteurs tels que le courant laser, le soudage au laser de plaques en acier inoxydable présente des problèmes tels que la déformation. À cet égard, les soudeurs peuvent utiliser la méthode expérimentale orthogonale pour obtenir les meilleurs paramètres de processus de tôles d'acier de différentes épaisseurs, combiner les paramètres pour effectuer des travaux de soudage et améliorer en permanence la qualité du soudage, afin d'éviter l'apparition d'une déformation de la tôle d'acier au plus grande mesure.

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