激光焊接技术具有焊接速度快、热影响区小、焊缝形状美观、纵横比大等优点。 而且，激光焊接自动化程度高，很容易与电子技术、计算机技术相结合，实现精密焊接。 但由于影响激光焊接的因素较多，焊接质量不易控制。 通过比较不同焊接工艺参数的焊接效果，找出适合工业化生产的焊接质量最佳的焊接工艺参数。
工业镍在大多数介质中具有优良的耐腐蚀性显微硬度计价格，其耐碱腐蚀性仅次于银。 对酸性、碱性有机化合物有很强的耐腐蚀性； 具有很高的强度和塑性，特别是在800℃以上的高温下，仍能保持优良的热稳定性和强度。 在冷热条件下均具有优良的加工性能，是用于各种恶劣腐蚀环境的金属材料。 同时，镍具有很强的耐腐蚀性，强酸强碱不能与镍发生剧烈反应。 因此，镍及镍合金广泛应用于核心电子器件、石油勘探开发、大型先进水冷堆和高温核电站、航空航天、军事等领域。
纯镍具有单相奥氏体结构，在液态凝固过程中不发生相变。 易与S、P、B、Pb等低熔点元素形成共晶，产生热裂纹。 纯镍的固液相温度差小，流动性差，在液相中易溶解氢气、氧气、二氧化碳等气体。 在焊接的快速冷却凝固过程中，容易出现裂纹、气孔和粗大晶粒。 此外，纯镍电阻率高，导热系数低，焊接时容易过热，导致焊缝晶粒快速长大。 纯镍晶粒一旦粗化，很难通过热处理改善，严重影响焊接接头的力学性能和耐蚀性。
通过匹配常用0.7 mm厚工业镍201板的焊接速度和激光功率，研究相同热输入条件下工业镍201板的激光焊接工艺。 焊接质量的比较为其工业应用提供了技术和数据基础。
试验所用材料为120 mm×120 mm×0.7 mm的工业镍201板，其化学成分如表1所示，将钢板加工成120 mm×70 mm的激光焊接试样。 焊接前，用丙酮清洗试件表面，去除氧化物和油污。 将清洗干净的试件长边堆放在焊接工作台上，用压板压紧，进行激光搭焊试验。 激光焊接时，镍板上下表面用氩气保护，流量为30L/min。 图 1 显示了焊接过程的示意图。
试验采用的焊接方法为激光搭接焊。 焊接前用丙酮擦去表面油污。 焊后用线切割机垂直于焊接方向切割取样，经镶嵌、磨削、抛光制成金相试样。 样品被硝酸水溶液（6 mL 硝酸 + 6 mL 水）腐蚀。 用体积显微镜测量焊缝宽度，用光学显微镜观察焊缝形貌和组织，用扫描电镜观察激光焊接接头断口组织。 焊接接头显微硬度采用MH-60数显显微硬度计进行测试。 焊接接头的抗拉强度测试采用MTS.810.22M电液伺服材料试验系统，加载速度为6 mm/min。 拉伸试样的尺寸如图 2 所示。
实验中采用氩气保护下恒热输入（60 J/mm）的方法优化激光功率和焊接速度的组合，对比分析焊接接头的宏观形貌和力学性能。 激光焊接试验的工艺参数如表2所示。
图 3 显示了焊接表面。 从图3可以看出，试件焊接完整，焊缝正面呈银白色，说明氩气保护效果好，背面呈银白色，也说明焊缝具有良好的保护作用。
图 4 显示了激光功率对焊缝上板表面熔化宽度的影响。 由于本实验使用相同的热输入，因此应考虑激光功率和焊接速度的组合对焊道形成的影响。 从图4可以看出，随着激光功率的增加，焊缝上表面的熔化宽度减小。 这主要是因为随着激光功率的增加，焊接速度对熔化宽度的影响在热输入恒定的情况下大于激光功率对熔化宽度的影响。 因此，随着焊接速度的增加，焊缝上表面的熔化金属减少，导致焊缝上表面的熔化宽度变窄。
从图5可以看出，母材组织均匀细晶，而焊缝的金相组织与母材有很大区别，为各种形状的粗晶粒。 这是由于镍的高电阻率和低导热性，使其在焊接过程中容易过热。 因此，镍的熔池温度较高，高温停留时间较长。 因此，容易引起焊接接头的过热倾向，晶粒变得很粗大，焊缝组织为粗大的柱状晶粒。
图 6 显示了工业镍 201 搭接接头的显微硬度分布。 焊缝显微硬度低于母材，热影响区硬度最高，高于母材大部分区域。 从图6也可以看出，热影响区的显微硬度最高。
焊缝和热影响区的硬度与显微组织直接相关。 由于镍的高电阻率和低导热性，焊接时热损失速度慢，因此镍的焊池温度较高，并在较高温度下停留时间较长，使焊接接头容易过热，焊缝晶粒变得很粗大显微硬度计价格，导致焊缝硬度显着下降，从焊缝到母材的显微硬度值先增大后减小（曲线上下波动，可能有误差）在 N2 的倒数第三个点）。
图 7 为不同工艺参数下焊接接头的抗拉强度测试结果。 根据试验结果，焊接接头的平均抗拉强度为371 MPa，而母材的平均抗拉强度为392 MPa。 N3夹持虽然存在一些问题，但可以看出焊后抗拉强度明显低于母材。 图 7 显示了所有焊接样品在拉伸试验后母材区域韧性断裂的宏观形貌。 在拉伸过程中，焊缝、热影响区和母材同时承受拉伸载荷。 由于焊缝由粗大的柱状晶组成，其硬度较低。 母材硬度高于焊缝，但略低于热影响区，且应力集中在焊缝区，故试件在焊缝与热影响区交界处断裂。受影响的区域。
实验结果表明，在氩气保护下，接头抗拉强度变化平稳，所有样品均达到母材强度的90%以上。 当激光功率P=1.4 kW、焊接速度v=0.02 m/s时，接头抗拉强度最高，为386 MPa，与母材强度几乎持平。 本实验的研究结果提供了一种适合工业化生产的纯镍板激光焊接方法，即尽可能采用低激光功率和低焊接速度进行焊接。
图8为激光功率P=3.5 kW、焊接速度v=0.05 m/s、氩气保护条件下试样断裂部分的宏观形貌。
按断裂机理分类，拉伸断裂可分为韧性断裂、脆性断裂和混合断裂。 根据断口的微观形貌，可分为韧窝断口、解理断口和疲劳断口。 采用扫描电子显微镜分析了工业纯镍激光焊接接头的拉伸断裂。 如图10所示，可见断口处有鱼骨状花纹和韧窝，说明该接头断口为解理和韧窝混合断口。
综上所述
(1)在不同的激光焊接工艺参数下，焊缝均能完全熔透，焊缝成型良好，组织均匀。 从图4可以看出，熔化宽度与功率和速度成反比。
(2)焊缝显微硬度低于母材，热影响区显微硬度高于母材。 从焊缝到母材，显微硬度先增大后减小。
(3)拉伸试验结果表明，焊接接头的抗拉强度明显低于母材，且变化平稳。 焊接接头拉伸试样均在焊缝与热影响区交界处断裂。
(4) 实验结果表明，适用于工业镍201板的激光焊接方法，即尽可能采用较低的激光功率和较低的焊接速度进行焊接，可以减少焊缝粗晶倾向，提高机械性能焊缝的性能，从而提高焊缝的强度。
