304 스테인레스 스틸 엽의 레이저 용접에 대한 연구

수소 연료 차량은 중국에서 새로운 에너지 차량 개발의 주요 기술 경로 중 하나입니다.강한 내구성, 낮은 노이즈, 그리고 제로 배출량과 같은 장점으로, 그들은 궁극적인 것으로 간주됩니다.새로운 에너지 차량 개발의 방향.연료전지는 수소 에너지 차량의 주요 전력 공급원입니다.그리고 차량의 성능에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. 양극판은 연료의 주요 구성 요소 중 하나입니다.셀스테인리스 스틸은 우수한 스탬핑으로 인해 연료전지 양극판의 대량 생산에 적합합니다.성능높은 전기 전도성, 저렴한 가격, 다양한 제조 방법, 좋은 기계적 특성

배급용접스테인리스 스틸 판의 제조는 연료전지 양극판의 제조 과정에서 핵심 과정입니다.용접에 용접을 사용할 때 열 입력은 상대적으로 크며 큰 용접을 쉽게 일으킬 수 있습니다.소금속의 용접에 도움이 되지 않는 변형.이 기사에서는 유선 레이저를 사용하여1mm 두께의 304 스테인레스 스틸 엽에 대한 용접 연구,형성 및 결함, 그리고 조류의 미세 구조와 기계적 특성을 분석다른 사양, 레이저 용접 실무 공학에 대한 지침을 제공합니다.얇은 판의 적용

1시험 재료 및 방법

시험 재료는 1mm 두께의 냉불 304 스테인리스 스틸 시트이며 화학적 성분은 표 1에 표시됩니다.그림 1은 주로 오스텐이트가 인 스테인레스 스틸의 기본 금속 구조를 보여줍니다. 명백한 롤링이 있습니다.방향이 바뀌고, 오스텐이트 층 사이에 약간의 페리트 구조가 남아 있습니다.

탭 1화학물질구성304스테인리스강철(wt%)

그림 1미세 구조304스테인리스강철기지m에탈

용접 장비 yls-10000 입니다섬유 레이저레이저의 최대 출력 전력은 10kW입니다.초점 거리는 300mm이고 출력 파장은 1070nm이고 초점의 점 지름은 0.72mm입니다.다른 레이저 전력 p, 용접 속도 v 및 빔 defocus 금액 d를 사용하여 판을 용접하고 분석합니다.

속 과정에서 보호용으로 아르곤 가스가 사용되었습니다.그리고 가스 흐름은 15l/min입니다.용접 후, 샘플링을 위해 와이어 절단 사용.소화 위해 fecl3 반응기가 사용되었습니다.용접 부서의 미세 구조를 관찰하기 위해 금속 현미경이 사용되었습니다.

샘플은 진동하고 닦아졌으며 곡물 방향과 크기를 분석하여전자 반산광분광도 (EBSD) 를 사용해서 용접된 관절을 뻗었습니다.방온 팽창 테스트 기계, 관절 팽창 속도는 0.5 mm/min이었다.

2시험 결과 및 분석

2.1 용접 수직 형성에 대한 다른 공정 매개 변수의 영향

도 2 는 용접 가속도의 용접 형성에 대한 영향을 보여줍니다. 레이저 전력은 항상 100 w이고 용접 가속도는빔 defocus는 0 mm.it 가속도가 5 m/min 때 볼 수 있습니다, 판은 완전히 갈라집니다레이저의 작용으로 용접 속도가 8m/min까지 증가하면 용접은 불연속이 되고일부 위치에서 완전히 침투하는 구멍이 있습니다.용접의 표면과 뒷면이 균일하고 연속적이며, 타는 현상이 없습니다.이 때 용접의 전체 형태는 더 좋지만 뒷면에는 약간의 부각이 있습니다.속도가 12m/min에 도달하면 용접의 뒷부분에 충분한 침투가 없습니다.

도 2용접구성아래에다른용접속도

（전=100w,D=0mm）

용접 속도가 형성에 중요한 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다.빔의 선형 에너지가 높고, 녹은 풀의 금속은 강하게 증발합니다.그리고 증기 반응 힘은 강합니다. 그러나, 녹은 수영장의 깊이는 작습니다.고속 금속 증기의 작용 하에, 액체 녹은 수영장 금속은 쉽게 밖으로 급격히깊은 녹은 구멍의 뒷부분에서 녹은 풀에서 스프래시 형태로 탈출합니다.또는 심지어는 모든 용해 된 수영장 금속이 바닥에서 완전히 배출됩니다.용접 속도가 증가하면 선형 에너지가 감소하고 증발 반응 힘이 생성됩니다.용해된 풀 금속은 감소하고 용해된 풀 금속에 대한 영향은 감소합니다.용해된 풀 금속에서 생성된 금속 의 굴절 각도가 커집니다.그리고 증발 반응 힘은 녹은 풀의 바닥에서 뒷쪽으로 편향됩니다용광 용액은 용접 형성을 개선시키는 데 도움이 됩니다.

그림 3은 레이저의 다른 힘 아래 용접 의 형성을 보여줍니다.레이저 용접 속도는10m/min 및 빔의 초점이 0mm입니다.5W에서 1000W까지, 1mm의 스테인리스 스틸 판의 완전한 침투가 달성됩니다.하지만 다른 레이저 파워는 형성에 더 큰 영향을 미칩니다.레이저 전력이 5w이면 용접의 폭이 상대적으로 좁고 용접에 많은 연소 구멍이 있습니다.그리고 뒷면에는 작은 방울이 많이 있습니다.전력이 50W로 증가하면, 폭용접이 증가하고 연소도가 감소합니다.전력이 100w로 증가하면,용접 매듭은 더 이상 타는 결함이 없으며 용접 매듭의 양면 형성이 더 좋습니다.지금 당장

레이저 전력이 500W에있을 때, 전체 용접 모양은 좋습니다, 그러나 소수의소각 구멍이 나타날 것입니다.전력이 1000w로 증가하면 용접의 폭이 계속 증가합니다.그러나 용접의 타오르는 과정에서 발생하는 구멍의 수는 또한 크게 증가합니다.빔의 초점이 0mm이고, 레이저 파워가 작거나 크면, 스의 감도가더 큰 것입니다.중저한 레이저 전력만 좋은 매듭 형성을 보장할 수 있습니다. 이것은 레이저 전력이용해 된 풀의 부피가 매우 작고 금속 증발의 작은 반응 힘만 필요합니다.용접 금속이 바닥에서 빠져나와 해당 위치에 화상 구멍을 만들도록 만듭니다.레이저 전력이 높을 때, 금속 증발의 반응 힘은 더 커, 쉽게 화상을 유발할 수 있습니다용접의

그림 3용접구성At다른용접 시어서

(V=10M/min，D=0mm)

그림 4는 톱니 형성에 빔의 불모의 영향을 보여줍니다. 빔의 불모가 0mm에있을 때 결과는그림 2과 3에 나타납니다. 여기선 주로 빔의 조명 격차가 10mm와 - 10mm일 때 결과를 보여줍니다.그림 4 (a) 및 (b) 에 나타난 바와 같이, 빔의 초점이 10mm이고 용접 속도는10m/min, 레이저 전력이 100w에서 3000w로 증가하더라도 판 뒷면은 수 없습니다.레이저 용접 과정에서 깊은 침투 구멍이 생성되는지에 따라 레이저 용접은두 가지 방식으로 열전도 용접과 심층 용접두 모드 사이에 한 임계선이 있습니다. 이 임계선 이상, 레이저 용접은열전도 용접과 깊은 침투 용접. 일반적으로 사용 이 문턱은레이저 파워에서 지름 또는 레이저 파워에서 지점 영역에레이저 전력과 용접 속도가 같으면L아저 용접변화할 것입니다.깊은 침투 용접에서 열 전도 용접으로, 침투 깊이는 그에 따라 감소합니다.

(A)전=100W，V=10M/min，D=10mm，(b)전=3000W，V=10M/min，

D=10mm，(c)전=100W，V=6M/min，D=10mm，d)전=3000W，

V=6M/min，D=10mm，(e)전=100W，V=6M/min，D=-10mm，

f)전=3000W，V=6M/min，D=-10mm

그림 4용접구성에R다른집중을 잃는 것금액

따라서, 불모량량이 10mm이면, 용접 방식은 열전도 용접입니다. 이 시점에서,용접 폭이 크고 깊이가 작습니다. 레이저 에너지는용해된 수영장의 표면과 침투 능력이 제한되어 있습니다.따라서 판의 침투는 불가능합니다.더 높은 용접 속도와 더 넓은 전력 범위 내에서 용접 속도가 6m/min로 떨어지면열 입력이 증가하면 용접이 완전히 침투하고 용접 너비가 커지고 앞면과이 경우, 피그 4 (c) 와 (d) 에 나타난 바와 같이, - 10mm의 불모량과용접 속도는6m/min, 매듭 형성은 또한 좋은, 그림 4 (e) 및 (f) 에 나타납니다.

2.2용접된 결합의 구조

그림 5은 다른 빔 커스 양 아래 관절의 형태를 보여줍니다.다른 과정, 관절에 균열, 구멍 및 다른 결함이 없습니다. 그러나,양은 0 mm, 하위 절단 결함이 용접의 뒷면에 발생하고, 강한 증발 때문에

이 때 용접 금속의, 용광 수영장에서의 혼란은 크고, 합성 핵융합 라인은좌측과 우측에 대칭이 없습니다.용접의 앞면과 뒷면은 마주나고 용접 폭이 커집니다.

그림 5관절형태아래에다른집중을 잃는 것금액

그림 6은 용접 금속의 미세 구조를 보여줍니다. 그림 6 (a) 는 중심 근처의 용접의 구조를 보여줍니다.그림 6 (b) 는 열에 영향을 받는 부위에 가까운 용접 구조를 보여줍니다.이 경우,용접 구조는 가장자리에서 중심으로 명확한 주상結晶 성장을 보이며, 그레인은

열에 영향을 받는 부위가 크게 커지지 않습니다.

그림 6미세 구조다른 부분으로of관절

용접의 다른 부분의 냉각 속도와 용접의 다른 구성은 페리트를다양한 형태를 취하고, 많은 양의 골격 페리트와 작은 양의 톱과 같은 페리트를 포함합니다.합성 곡물 성장 방향과 곡물 크기의 분포를 더 자세히 관찰하기 위해, 그림 7은 ebsd를 보여줍니다.관절의 분석. 그것은 원금속은 곡물 크기와 동축 곡물로 구성되어 있음을 볼 수 있습니다10 ~ 30μm의 용접 구조는 주로 < 100> 방향을 따르며 반대편에 기둥성 성장을 보여줍니다.열 흐름 방향에 대한. 부위의 곡물 크기의 대부분은 작은, 평균 곡물크기는 100μm 미만이고 나머지 기둥 모양의 곡물은 100~400μm 정도 크기가 크다.

도 7eBSD분석of관절str구조에서

2.3 결합의 기계적 특성

그림 8과 9은 각기 다른 불모량에서 관절의 팽창 강도와 부러진 위치를 보여줍니다.이 분포량이 0mm에 도달하면 관절의 부러진 위치가용접 및 기본 금속, 왜냐하면 이 시간에 관절의 뒷쪽에 하부 절단이 있기 때문에 쉽게 스트레스를 유발합니다.집중과 골절. 불모양 양이 10과 - 10mm이면, 모든 관절이 기본 금속에 깨집니다.이 때, 의 견고함과 연장력이 모두 높습니다.

도 8인장강H부근의다른집중을 잃는 것금액

도 9골절직위합동t 아래다른집중을 잃는 것금액

3 결론

1. 용접 속도, 레이저 전력, 빔 디포커스 모두 1mm의 용접 형성에 중요한 영향을 미칩니다.두꺼운304제강용접 속도가 작고 큰 것에서 증가함에 따라 용접 수직의 형성이변경완전히 분리된, 잘 형성된,불완전 용접에, 레이저 전력이 너무 작거나 너무 커지면,용접 침투의 민감도가 더 높을 것입니다.레이저 전력이 100w이면, 초점이 0mm입니다.그리고 용접 속도는 10m/min, 용접은 더 잘 형성됩니다.불중력화량유리한 경우용접접속의 넓이를 증가시키는 용접접속의 형성 개선에감수성을 크게 감소시킵니다.구멍을 뚫고, 용접 매개 변수 범위를 증가시킵니다.
2. 10mm와 - 10mm의 불모량으로 관절의 가로단 모양이 좋고 결함이 없습니다.용접 금속의 응고 방식은 austenite γ an로 구성된d 불완전하게 변환된 δ 페리트페리트에는 많은 골격 페리트 등 다양한 형태가 있습니다.그리고 소량의 과 같은 페리트용접 구조가 주로<100> 방향에 따라 기둥 모양으로 자란다.용접 부위의 곡물 크기의 대부분은 작습니다.그리고 평균 곡물 크기는 100μm 미만입니다.나머지 열크기가 100~400μm 정도 되는 크기의 결정들이 있습니다.
3. 불모량이 10, - 10mm이면, 관절은 높은 견고성과 긴장을 가지고 있으며, 부러진 위치는하지만, 초점의 양이 0mm이면 관절의 성능이 떨어지고, 골절은위치닫기용접에