地铁车顶用SUS301L不锈钢激光焊接工艺参量优化

周昕宇，张隽漪，刘祖国，李俊豪，金湘中*，郝中甲，陈挥扬，于晓飞

(1.湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082；2.湖南大学 激光研究所，长沙 410082)

引 言

不锈钢以其轻、寿命长、耐磨性高、低成本、易加工等优势，被广泛应用于航空航天等重大装备制造中，特别是在地铁车顶盖的应用[1-2]。由于地铁用不锈钢材料厚度较薄(不大于1mm)，因此在激光焊接过程中，难以较好地控制焊接工艺，常常会出现焊穿的技术问题[3-4]。对此，本文中以地铁用不锈钢薄板材料为研究对象，探究不同工艺参量对熔宽、熔深的影响规律，这对实现地铁安全运行具有重要的作用。

当前，许多学者对不锈钢的焊接工艺进行了广泛的研究，如LIU等人以厚度为16mm的SUS301L奥氏体不锈钢板为实验材料，采用X射线衍射对激光焊和熔化极金属活性气体(metal active gas，MAG)弧形焊的焊接接头进行了测试分析[5]。HARISH等人研究了3mm厚激光切割的AISI 304奥氏体不锈钢薄板的激光焊接性[6]。TIAN采用工业机器人对专用于轨道列车的SUS301L不锈钢进行了搭接焊和对接焊激光自熔焊试验研究[7]。CHEN等人对4mm和2mm SUS301L不锈钢开展了激光对接焊研究，并对焊接接头进行了详细分析[8]。虽然这些研究为不锈钢激光焊接提供理论依据，但是上述研究者主要是对厚板及焊后试样焊缝区化学成分进行深入分析，对SUS301L薄板(不大于1mm)不锈钢激光叠焊过程中的研究鲜有报道。因此，针对地铁车顶SUS301L不锈钢叠焊工艺中对熔宽、熔深的技术需求，开展SUS301L不锈钢叠焊工艺参量优化显得尤为重要。……