レーザ溶接重ね継手の延性強度支配因子の解明と強度予測方法の確立

阐明激光焊接搭接接头延性强度的影响因素并建立强度预测方法

基本信息

批准号：
15760543
负责人：
北村貴典
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760543/
关键词：
レーザ溶接重ね継手静的延性強度数値解析相当塑性ひずみ

项目摘要

(1)レーザ溶接重ね継手の延性強度に影響を及ぼす因子:レーザ溶接重ね継手の静的延性強度について接合部面積の設計に関する概念の提案,および,レーザ溶接重ね継手が母材部で破断する場合に応力集中部の相当塑性ひずみの最大値に注目すれば静的延性強度を予測できることを前年度で明らかにした.そこで,本年度では重ね継手の接合寸法やビード配置等の形状因子が応力集中部の相当塑性ひずみに及ぼす影響を数値解析により検討したところ,重ね継手を一本のビードで作成した場合,板厚の2倍以上に接合部幅を大きくすると,母材の全面降伏後に破断するようになることを明らかにした.また,接合部幅が板厚の半分であるビード2本で重ね継手を作成した場合,ビード間ピッチは板厚の3倍以上では改善効果はほとんど見られなかった.従って,ピッチは板厚の3倍が適しており,ピッチが板厚の3倍の条件では,一本ビードの接合部幅は板厚寸法が適切であることを明らかにした.(2)レーザ溶接重ね継手の強度向上に有効なレーザビード形状:板厚の3倍以上離してビードを2本平行に置けば,強度が向上することを明らかにしたが,ビード1本置く場合に比べて,溶接時間は2倍かかり効率的とはいえない.そこで,板厚の3倍を振れ幅として,出来る限り波長が長く粗い鋸歯形状に溶接を施せば,ビードを2本平行に置いた場合に比べて,強度が同程度で溶接時間を短縮できるものと考えた.そこで,継手強度向上に有効なビード形状として鋸歯形状に注目し,継手強度に及ぼす鋸歯ビード形状の影響を検討したところ,ビード2本平行においた重ね継手と同様の強度向上効果が現れることを見出した.

(1)影响激光焊接搭接接头延性强度的因素：提出激光焊接搭接接头静态延性强度的接头区域设计概念，以及激光焊接搭接接头在母材处断裂的情况去年，我们发现可以通过关注应力集中区域的等效塑性应变的最大值来预测静态延展强度。因此，今年我们研究了接头尺寸和焊道排列等形状因素。搭接接头以确定应力。对集中部位等效塑性应变影响的数值分析表明，单焊道搭接接头时，如果接头宽度增加到板厚的两倍以上，母材完全屈服后接头就会断裂。此外，当用两个焊道宽度为板厚一半的搭接接头时，当焊道之间的间距超过板厚的三倍时，几乎没有改善效果。结果表明，适当的节距为板厚的3倍，当节距为板厚的3倍时，板厚尺寸适合于单焊道的接头宽度。 (2)激光焊接激光束对改善有效。搭接接头的强度焊接形状：据了解，通过将两个平行的焊道间隔至少为板厚的三倍，可以提高强度，但与放置一个焊道相比，焊接时间要长两倍，因此效率较低。板厚我们认为，如果焊接成粗糙的锯齿形，波长尽可能长，振幅为焊接角度的3倍，在相同强度下，与两颗焊珠平行放置相比，可以缩短焊接时间。因此，我们将锯齿状焊道形状作为提高接头强度的有效焊道形状，研究了锯齿状焊道形状对接头强度的影响，发现其与具有两个平行焊道的搭接接头具有相同的强度提高效果塔。