低碳钢激光焊接工艺参数优化与接头力学性能研究
摘要:低碳钢因其优良的塑性、韧性和焊接性能,在机械制造、汽车工业和工程结构中应用广泛。随着现代制造业对高效率、高精度和高性能焊接技术需求的增加,激光焊接凭借其能量密度高、热影响区小、变形小和焊接速度快等优点,逐渐成为低碳钢连接的重要手段。然而,低碳钢激光焊接过程中存在参数选择复杂、熔池控制困难和焊接缺陷敏感等问题,直接影响接头的成形质量与力学性能。本文基于激光焊接机理,系统研究了激光功率、焊接速度、焦点位置和保护气体流量等参数对焊接接头组织与性能的影响,采用实验方法结合显微组织观察和力学性能测试,分析了接头抗拉强度、硬度分布及断口特征。研究结果表明,适当提高激光功率与降低焊接速度有利于焊缝熔深与成形,但过高功率易导致气孔与裂纹;合理调控焦点位置与保护气体流量能够改善熔池稳定性与焊缝致密性;优化工艺参数后,接头的抗拉强度可接近母材水平,显微硬度呈现焊缝区高于热影响区与母材的梯度分布规律。结论认为,通过工艺参数优化可以显著提升低碳钢激光焊接接头的综合性能,为工程应用提供理论与实践参考。
田双龙