不銹鋼板廣泛應用于航天航空、核工業、生物工程、化學工程等領域。304不銹鋼是用途最廣泛的一種鋼，它耐腐蝕、耐熱性好、低溫強度和機械性能優異、無熱處理硬化問題、沖壓加工性好。激光焊焊接速度快、焊接接頭缺陷少。

本文采用YAG固體激光焊接設備對厚度為0.6mm的304不銹鋼進行了搭接實驗，采用線切割設備對304不銹鋼焊接接頭進行取樣，并制備金相試樣和拉伸試樣。通過OLYMPUS光學顯微鏡對金相試樣進行顯微組織觀察，采用顯微硬度計對金相試樣進行硬度測試，使用微機控制材料拉伸試驗機對試樣進行拉伸實驗。通過以上方法研究不同激光功率對304不銹鋼接頭組織和性能的影響。結果表明：304不銹鋼激光焊搭接接頭的顯微組織由焊核區、熱影響區、母材區組成。熱影響區比較小，上層金屬由于過冷度大、溫度梯度比較小形成等軸晶，下層金屬過冷度小且下層材料冷卻速度低，溫度梯度比較大，形成柱狀晶。焊接速度為1.2mm/s，激光功率為5KW時，焊縫中心的硬度值高達226HV，抗拉強度為586.2Mpa，遠高于其它功率焊接時接頭的抗拉強度。說明采用該工藝參數，304不銹鋼接頭的力學性能要優于其它功率焊接時接頭的力學性能。

在金屬材料的焊接中，因為激光的能量密度很高，能夠形成深寬比較大的焊縫，并且焊縫熱影響區小，焊縫美觀等優點，在焊接領域得到了越來越廣泛地應用。304不銹鋼(0Crl9Ni9)是應用最為廣泛的一種鉻鎳不銹鋼之一，具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性，廣泛應用于壓力容器、生物工程、航空、核工業等領域。傳統的焊接方法很難保證薄板的焊接成形質量，激光焊接由于其獨特的優點，能夠有效地減少焊接缺陷。

本文采用焊接設備對304不銹鋼進行了搭接實驗。采用設備對焊接后的304不銹鋼接頭（焊縫截面試樣）進行取樣，并且制備金相試樣。通過OM光學顯微鏡對制備好的金相試樣進行顯微組織觀察。采用顯微硬度計對金相試樣進行顯微硬度測試。使用材料試驗機對拉伸試樣進行拉伸試驗，測定它的抗拉強度。通過以上方法對不同功率激光焊接304不銹鋼的接頭組織和性能進行研究，為304不銹鋼焊接提供借鑒作用。

304不銹鋼是一種使用最廣泛的不銹鋼，材料防銹性能強，耐高溫，具有優良的耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。無有害物質析出，表面比較美觀清潔，不生銹、不斷裂，耐低溫，熱膨脹性能和保溫性能好，它耐熱性好、低溫強度和機械性能優異、無熱處理硬化問題、沖壓加工性好，因此特別適用于食品的加工、存儲和運輸。

304不銹鋼的金相組織為奧氏體，Mn含量較高，比普通鋼材高45%，經過熱處理也不會發生硬化現象，加工性能較普通鋼好。退火狀態下無磁性，經過焊接又可以恢復磁性。與低碳鋼相比較，奧氏體不銹鋼的電阻率較高、熱導率比較低、熱膨脹系數高。激光焊接不銹鋼時應該采用較小的焊接速度，熱輸入量要少，從而減少碳化物的析出和減少304不銹鋼的變形。由于304不銹鋼的熱導率小、熔點低，激光焊接時激光焊接的電流不宜過大。在焊接前最好設計專用夾具夾住鋼板，減少變形。

本實驗采用激光焊對304不銹鋼(300mm×40mm×0.6mm)進行搭接實驗，首先采用型號為DK7740的電火花數控線切割機床對不銹鋼板進行線切割，制作金相試樣、硬度試樣，和拉伸試樣。利用Olympus光學顯微鏡進行微觀組織觀察，使用型號為HVT-1000的顯微硬度計對焊縫進行橫向硬度測試，最后用型號為WEW-600萬能材料試驗拉伸機對接頭進行了拉伸實驗。研究結果表明：

（1）焊縫區上部金屬由于過冷度大、溫度梯度比較小形成等軸晶，下部金屬過冷度小且冷卻速度較低，形核速率降低，溫度梯度比較大，形成柱狀晶。焊縫中心組織細小均勻形成等軸晶，由于冷卻速度快導致晶粒來不及長大，熔合區部分枝晶細小。熱影響區比較小，焊縫與母材熔合處由于高溫加熱導致鐵素體析出。焊縫中心區的層寬要大于兩邊的層度，這是因為中心區的熱量聚集的時間比較長，受到兩邊的力的作用不會向兩邊流動。

（2）熔合區分為粗晶區、細晶區、部分正火區。粗晶區的組織比較粗大，硬度值較低，力學性能差，細晶區由于發生了正火熱處理，析出了鐵素體和珠光體，晶粒比較細小，所以硬度值急劇上升，部分正火區由于組織晶粒大小不同，所以力學性能也很差。304不銹鋼母材的硬度低于200HV，除了激光功率為4.5KW時焊縫中心硬度值低于母材硬度，其它功率下的焊縫中心硬度值均大于母材硬度值。焊接時熔合區產生成分偏聚，合金元素含量大于焊縫區合金元素含量，因此熔合區的硬度高于焊縫區的硬度。

(3)激光功率在4.5KW、5KW時斷裂在母材處，說明該激光功率下焊縫的抗拉強度高于母材的抗拉強度。激光功率為5.5KW和6KW時拉伸試樣斷裂在焊縫處，，說明該激光功率下焊縫的抗拉強度低于母材的抗拉強度。激光功率在5KW時抗拉強度高達586.2Mpa，遠高于其它功率時材料的抗拉強度，而母材的抗拉強度為520MPa，說明該搭接接頭的抗拉強度要遠遠大于其它功率下激光搭接接頭的抗拉強度。

(4)激光功率在5KW時接頭焊縫組織細化均勻，焊接缺陷小，柱狀晶區域寬度小，熱影響區小，焊接接頭組織優良。焊縫中心的硬度值相對比較大，比母材的硬度還要大?？估瓘姸雀哌_586.2Mpa，因為其斷裂在母材上，因此焊縫的抗拉強度高于586.2Mpa，遠高于其它功率焊接時材料的抗拉強度。通過對激光功率在5KW時的顯微組織分析、顯微硬度分析、抗拉強度分析可以得出在該工藝下獲得的接頭組織和性能良好。