如何进行中碳调质钢30SiMn2MoVA薄壁简体的激光焊

    激光焊的高能量密度对中碳调质钢的焊接更加有利，光束的精确聚焦为高精度焊件焊接创造了焊后毋须再精加工的前提。遗憾的是目前尚缺乏大功率激光器，故对厚壁焊件的激光焊还无能为力。本例以30SiMn2MoVA中碳调质钢薄壁简体的激光焊予以介绍。

   (1)工况  焊件结构示于图3-45。共有3. 5mm +3.5mm和2.5mm+3.5mm两种对接接头，要求无缺陷，并控制同心度误差在0. 20mm以内和通过0. 6MPa水压试验。由于焊接为产品最终工序，焊后不再热处理和精加工，故除保证焊缝无缺陷外，控制焊接变形尤为重要。

    图3-45    30SiMn2MoVA中碳调质钢薄壁简体的结构

   30SiMn2MoVA合金系统为w(C)0.3%-w(Si)1.0%-w(Mn）2.0%-w(Mo)0.5%-w(V)0.05%~0.12%。计算碳当量约0.75%，焊接性极差。

   (2)焊接设备选择  选择了Rofin-Sinar公司2kW级的RS2000SMCO2快速轴流式激光器：输出功率0.2~2.2kW；输出模式TEM01；脉冲频率0～1kHz；脉冲峰值功率4.5kW；焊接镜头为非球面抛物铜镜反射聚焦系统；侧吹式气体保护；1800mm×600mm工作平台及夹具。

   (3)焊接试验  设计了一套尺寸与焊件一致的Φ165mm×45mm阶梯形试环（以焊件壁厚δ及δ+0.25 mm三种厚度构成阶梯），以及与焊件接头形式一致，长24mm的对接试环，以预热激光焊工艺进行试焊，最后确定的合适焊接参数见表3-102。

    表3-102    30SiMn2MoVA薄壁简体的激光焊焊接参数

   (4)产品焊接及结果分析  焊件经严格清洗后整体组装到位，以P=1000W，r= 2000/min，λ=-0.5mm的参数对每条环缝均布定位焊4点，焊长各3mm；以P=500W，r=2 000/min，λ=-1.0mm的参数进行预热、封焊；最后以表3-102的参数进行焊接，顺序为先中间后两端；焊后立即以与封焊相同的规范进行后热及保温。

    结果表明：①所有焊缝经RT探伤无缺陷，同心度误差仅0.15mm，0.6MPa水压试验合格；②金相检验表明，焊缝组织为马氏体+贝氏体，与母材一致。未见大量脆硬高碳马氏体和粗大残余奥氏体，可见预热激光焊可避免冷裂。但未加预热和后热试焊时，发现有一定热裂倾向。此外为避免弧坑裂纹，在起弧和收弧时功率必须缓升、缓降，以填满弧坑。

（部分原创文章应编辑稿费需求，每篇需要收取2元的稿费，如需查看全文请联系客服索取，谢谢理解！在线客服：）