學位論文

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Subject: search.filters.subject.Laser welding

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    純銅/304不鏽鋼異質薄板雷射接合之機械性質研究
    (2025) 吳品憲; Wu, Pin-Xian
    本研究選用304型不鏽鋼與純銅，以脈衝式雷射銲接進行對接接合，以田口方法設計出4項控制因子，3項水準，建立出L9(34)直交表，研究不同參數對於銲道品質、微觀結構與機械性質之影響，並利用各組之抗拉強度大小，以田口方法之望大特性找出最佳參數組合，並以最佳組合之參數進行對接，以抗拉強度作為判斷依據，是否為最佳參數。在銲接實驗後，進行目測檢驗銲道外觀，初步發現參數5、7、8之銲道正與背面產生裂痕，其餘參數之試片皆無裂痕產生。觀察金相微觀組織，觀察銲道之斷面，發現部分參數之斷面接合狀況不佳，因雷射銲接之特性，不鏽鋼之斷面顯示晶粒細化，並延晶界邊緣裂開，但不鏽鋼與銅具有良好之接合。透過微硬度試驗，銲道中的不鏽鋼與銅皆受到雷射能量導致晶粒細小與再結晶，硬度略降低，平均為137 HV，不鏽鋼母材硬度約204 HV，銅母材硬度約93 HV。數據顯示參數之改變對於硬度變化之趨勢並無顯著影響。透過田口方法之望大特性方程式，當雷射能量為10.5 J時，最佳參數組合為重疊率60 %、焦點偏移距離0.2 mm、焦點高度為對焦在材料表面，銲槍偏擺為4 °，以此參數所測得之抗拉強度為203 MPa，約銅母材強度74.2 %。其金相組織顯示不鏽鋼與銅接合狀況良好，無發生凝固裂紋之現象，根據破壞斷面之SEM圖發現有酒窩狀結構，屬於延性破壞，也可觀察到部分區域仍有原材料斷面形貌，此現象造成抗拉強度值略比參數3號低。
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    三維暫態模擬溫度場與應力場應用於 316L不銹鋼銲接分析之研究
    (2009) 林鉅程; Chu Cheng Lin
    本研究利用有限元素軟體對不銹鋼板材316L 進行CO2 雷射銲接模擬 分析。模擬過程中，316L 不銹鋼的各種高溫物理參數以模擬軟體JMATPRO 分析結果所獲得，做為模擬分析的依據。本研究對板材進行銲接溫度場與 銲後應力應變場分佈的模擬分析，並考慮非線性材料特性進行熱-力結構耦 合分析過程。 溫度分析中，本研究採用67%的熱效率進行熱源模擬，銲接分析輸入 熱源的型式為高斯體熱源。使用獨立體熱源型式進行薄板材料三維模擬， 獲得的分析溫度與實驗結果僅有些許的誤差。角變形分析結果，經模擬分 析與銲接實驗發現，銲件在銲接冷卻後發生的角變形量相當小。橫向應力 分析中，因銲接熱源的高溫作用使得銲道附近有較高的溫度梯度，金屬板 材因銲接受熱而膨脹，但因遠離銲道材料的拘束，銲道附近形成壓縮應 力，也造成壓縮應變的發生。在銲接過程中，隨著熱源的消失，銲道從熔 融金屬開始凝固冷卻，此時體積產生收縮，於銲縫處存在一拉伸應力。當 板材溫度由高溫降至室溫時，體積仍持續收縮，造成銲縫處的拉伸應力向 上提升。縱向應力分析結果顯示，在銲道的起點與終點處皆有壓縮應力存 在，中間區則為拉伸應力。