采用顯微鏡對焊接接頭不同區(qū)域進行微觀組織分析。顯微組織的侵蝕采用腐蝕液為：5g FeCl3、10ml HCl與20ml H2O混合溶液。實驗采取顯微維氏硬度測試，所用試驗條件為：加載力0.98N，加載時間10s，在試樣表面以下0.5mm處，從母材至焊縫中心每隔0.1mm取點，各取三個點進行顯微硬度測試，取其平均值，從而獲得焊接接頭各個位置的顯微硬度值。母材與焊接接頭的室溫拉伸試驗試樣形狀尺寸設計參考GB/T228.2002國家標準，焊縫位于試樣的中心，拉伸試驗在WDW-200E微機控制電子式萬能試驗機上進行，最大載荷2.5 t，加載速率2 mm/s。

1.3 試驗設備

1.3.1 激光器

試驗所用激光器為IPG公司生產的型號為YLS-10000的光纖激光器，如圖2(a)所示。其最大輸出功率為10.0 kW，輸出模式為TEM00，連續(xù)輸出，激光波長為1070 nm，采用芯徑為0.2 mm光纖進行傳輸。型號YW52的激光焊接頭為Precitec公司生產，如圖2(b)所示。準直鏡和聚集鏡的焦距分別為125 mm和300 mm，激光焦斑處光斑直徑約為0.48 mm。

1.3.2 夾具

由于鋼帶原始狀態(tài)呈卷制，在焊前拼縫時不如平直板容易控制裝配間隙和錯邊量，因而對焊接裝配夾具要求非常高，如圖3所示為現場焊接所使用的切割和焊接夾具。

1.3.3 送絲機

送絲機為Fronius TPS4000數字化焊機，由主機和送絲頭組成，可以實現電流、電壓和送絲速度一體化調節(jié)。送絲機主機和送絲頭如圖4所示。送絲速度調節(jié)范圍為0.5-22 m/min。送絲頭是通過自制固定裝置固定在激光焊接頭上的。為便于調整送絲位置和送絲角度，送絲頭固定裝置的設計可以實現三維調整。

2 試驗結果及分析

2.1 焊縫宏觀形貌

圖5為采用傳統MIG焊得到的焊縫正面和背面熔寬均較大，熱影響區(qū)較大，這是由于傳統MIG焊焊速較慢，相對激光焊來說，熱輸入會更大，呈寬而淺的焊縫特征。從圖6和7中可以看到，采用激光焊得到的焊縫外觀均勻且一致，采用激光自熔焊得到的焊縫正面有輕微的凹陷，背面較為飽滿，而采用激光填絲焊得到的焊縫正面和背面均較為飽滿。

圖8為不同焊接方法得到的430鐵素體不銹鋼焊縫橫截面形貌。從圖中可看到，通過激光自熔焊和激光填絲焊均獲得了無裂紋和氣孔，界面結合優(yōu)良的焊接接頭。激光自熔焊得到的焊縫正面存在最大約0.16mm的凹陷，而激光填絲焊得到的焊縫正面和背面相對更加飽滿。