本文对 2205 双相不锈钢尝试使用多种激光焊接工艺，确定其合

理可行的焊接工艺，并研究焊接参数（激光功率和焊接速度）对 2205 双相不锈钢焊后组织和力学性能的影响。最终确定可调范围内的最佳焊接工艺参数及参数优化趋势，为 2205 双相不锈钢的实际应用提供一定的理论参考。

研究结果表明，500W 光纤激光焊接 2mm 厚度 2205 双相不锈钢可行性较高，可以在焊透的前提下大范围调整焊接工艺参数。光纤激光焊接 2mm 厚度 2205 双相不锈钢过程中，随着焊接速率加大或激光功率减小，焊接热输入减小，进而使热影响区的宽度以及焊缝组织中奥氏体的含量减小。虽然增加焊接速度会减小熔深，但在保证焊透的前提下，即增大激光功率的同时在一定范围内增加焊接速度，可以得到具有更好力学性能的焊接接头。

高装配精度 YAG 脉冲激光焊接可行性实验

选用合适卡具并改良焊接试件制备方法以提高装配精度，测试高装配精度、低功率脉冲激光焊接 3mm 厚度的可行性。焊接试件制备方法为按照 2205 双相不锈钢标准热轧工序轧制成厚板(厚度约 15mm)，然后使用线切割制成 3mm 厚度的试件，后述 3 个方案均采用这一试件制备方法。焊前使用角磨机清理焊接接口，焊接时使用两只垂直式快速卡具左右压紧试件进行双面焊接。焊接工艺参数在上一方案的基础上继续增大激光器的输出功率，见表 2.4。其中 3 号试件和 4 号试件分别已经达到 16Hz 和 17Hz 时的最大输出功率，4 号试件因为频率增加到 17Hz 而产生严重的焊接飞溅，后续实验脉冲频率不再增加；而 5 号试件使用角磨机制作出小型坡口，在坡口中填丝焊接。本方案已达到所使用 YAG 脉冲激光器的最大输出功率。

光纤激光焊接 2mm 厚度焊接工艺参数优化分析

综上所述，本实验得出 500W 光纤激光焊接 2mm 厚度 2205 双相不锈钢的最佳焊接工艺参数为激光功率 480W，焊接速度 10mm/s，在本文实验中具有最好的焊后力学性能和实际工作效率。提高焊接速度虽然会减小熔深，但是可以降低焊缝的气孔倾向，只有气孔总体积减小到一定程度后，改善焊缝组织才具有实际意义；而且提高焊接速度可以减小热影响区的宽度，对焊后性能有益。因此，增大激光功率以保证焊透的前提下，在

本文测试了对2205双相不锈钢使用多种激光焊接工艺的可行性，并且对可行性最高的工艺研究了其工艺参数对焊后组织和力学性能的影响，得出以下结论：

（1）500W YAG 脉冲激光器即使使用双面焊接也不能焊透 3mm 厚度 2205 双相不锈钢。CO2 激光堆焊时需要给试件做出双面上下贯通的 V 型坡口，制作难度大且受熔敷材料和环境的限制，实际操作不可行。500W 光纤激光焊接 3mm 厚度时仅能以 1.5mm/s 的过慢焊接速度焊透，效率过低，实际操作不可行；而在焊接 2mm 厚度时具有较大的可行性，可以在焊透的前提下大范围调整焊接工艺参数。

（2）本实验 500W 光纤激光焊接 2mm 厚度 2205 双相不锈钢的最佳焊接工艺参数为激光功率 480W，焊接速度 10mm/s，具有最好的焊后力学性能和实际工作效率。

（3）光纤激光焊接 2mm 厚度 2205 双相不锈钢过程中，随着焊接速率加大或激光功率减小，焊接热输入减小，进而使热影响区的宽度减小以及焊缝组织中奥氏体的含量减小。

虽然增加焊接速度会减小熔深，但在增大激光功率以保证焊透的前提下，在一定范围内增加焊接速度，可以得到具有更好力学性能的焊接接头。