1、42CrMoA屬于Cr-Mo系列的中碳調質鋼，在高溫下具有優(yōu)良的的力學性能和組織化學穩(wěn)定性，因此廣泛地應用于火力發(fā)電、石油化工、航空航天、海上交通、原子能等領域。但該材料碳和合金元素含量高，淬硬傾向大；焊縫凝固時結晶溫度區(qū)間大，雜質元素易于偏析，熱裂紋敏感性高。因此主要應用于鑄造件和鍛造件，較少用于焊接結構件。
　　本文針對42CrMoA中碳調質鋼，采用掃描激光-MAG復合焊接方法系統(tǒng)地研究了掃描軌跡、掃描幅度、掃描頻率等參數(shù)對工

2、藝型氣孔和焊縫成形的影響規(guī)律，并利用高速攝像分析了焊接過程中激光小孔動態(tài)行為。對于焊接中出現(xiàn)的裂紋，應用金相分析和掃描電鏡斷口分析確定了裂紋的性質和形成原因，并根據(jù)裂紋的類型制定了相應的防止措施，為42CrMoA中碳調質鋼的焊接應用奠定基礎。
　　研究表明：在適當?shù)暮附訁?shù)范圍內，掃描激光-MAG復合焊接方法能夠有效地抑制工藝型氣孔的形成，同時顯著改善焊縫成型。在垂直、圓形和“8”字形三種掃描路徑中，垂直路徑和圓形路徑對氣孔有較好

3、的抑制效果，“8”字形效果不佳。在垂直掃描軌跡下，當掃描幅度小于1.0mm時，對氣孔沒有抑制效果；當掃描幅度在1.0mm-2.0mm時掃描頻率與氣孔率呈“U”型關系，其最優(yōu)頻率區(qū)間為20Hz-60Hz；當掃描幅度大于3.0mm時，可在全頻率區(qū)間內抑制氣孔，但此時激光為熱導焊模式。垂直掃描軌跡雖然能夠抑制氣孔，但是焊接過程產生較多飛濺并且焊縫根部兩側容易出現(xiàn)羊角形尖頂。圓形掃描軌跡下，當掃描幅度小于0.5mm時對氣孔沒有抑制效果；當掃描幅

4、度在0.5mm-1.0mm范圍時，掃描頻率與氣孔率呈“U”型關系，其最優(yōu)頻率區(qū)間為20Hz-60Hz；當掃描幅度大于2.0mm時激光焊接模式為熱導焊，焊縫中的氣孔都將消失。綜合考慮焊縫熔深、焊接飛濺和焊縫成形,圓形掃描軌跡的掃描激光-MAG復合焊接效果最優(yōu)。
　　通過同軸高速攝像系統(tǒng)研究掃描激光-MAG復合焊接過程中的小孔動態(tài)行為發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)激光-MAG復合焊相比，掃描激光-MAG復合焊能夠增大小孔的開口面積平均值，使其從1.2m

5、m2增加到2.0mm2；采用數(shù)學統(tǒng)計方法對小孔面積實時波動情況進行研究發(fā)現(xiàn)，相對標準差比標準差更能反映小孔的穩(wěn)定性，且與焊縫氣孔率存在較好的對應關系，它也許可以作為表征焊縫氣孔率的特征參數(shù)之一。
　　圍繞42CrMoA中碳調質鋼內燃機活塞套實際產品的焊接裂紋問題，從材料化學成分、冶金性能和金相組織等方面進行了深入研究和分析，研究發(fā)現(xiàn):42CrMoA的冷、熱裂紋敏感性都很高，尤其處于調質態(tài)時焊接性更差，因此焊接過程中需要采取非常嚴格