飞秒激光加工镍基高温合金微孔试验研究

采用正交试验研究并分析了飞秒激光制孔参数激光功率、单层作用时间、单层进给量对DD6高温合金孔型、效率及冶金质量的影响规律.研究发现:在一定范围内随着功率增大,微孔加工效率有所提升,但受激光能量密度与去除材料量的影响,微孔孔型呈现从正锥到倒锥再到正锥的规律,且重熔层出现的几率及厚度也相应增加;当单层作用时间越小或单层进给量越大时,材料与激光焦点作用容易形成倒锥,且激光制孔效率越高,重熔层厚度越小.通过试验验证,在功率为15 W、单层进给时间600 ms、单层进给量0.04 mm的条件下,飞秒激光在DD6单晶高温合金上可获得孔型较好、孔壁周围无重熔层、无微裂纹及热影响热影响区的微孔.     

Mg-Gd-Y-Zr激光焊接工艺优化及高温力学性能

利用光纤激光焊对T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr板材进行焊接. 以高温抗拉强度为评价指标,采用正交试验对工艺参数进行优化,分析了激光功率对接头高温力学性能的影响. 利用SEM,XRD及HRTEM对最优工艺参数下接头焊缝中心组织、热影响区组织、高温拉伸断口进行观察与分析. 结果表明,激光功率对焊接接头高温力学性能影响最显著. 最优工艺参数下焊接接头200 ℃平均高温抗拉强度为292.1 MPa,为母材的84.5%,断后伸长率为8.6%,达母材的71.1%. 激光功率的变化会导致焊缝中心晶粒尺寸、热影响宽度及其晶粒尺寸和相组成发生变化,从而影响接头高温力学性能. 200 ℃下焊接试件与母材断裂模式均为韧性断裂且热影响区为接头薄弱部分.     

不同厚度汽车用高强钢板激光焊接临界速度的研究

激光焊接由于其独特的优点被广泛应用.不同厚度的焊件有相应不同的激光焊接工艺参数窗口.为了方便实际生产中激光焊接参数的设定,对不同厚度汽车用高强钢激光焊接的临界速度进行了研究.对于不同厚度的三种汽车用高强钢,在不同激光功率条件下,通过对相应焊接速度的变化,找出相应功率下的焊接过熔透和未熔透的速度临界点,确定厚度和激光功率对焊接速度的影响.实验结果表明,对于相近厚度的B450LAD钢和DP600钢,其焊接临界速度状况相同;板厚增加,焊接最大和最小临界速度均下降.对不同功率下焊接过熔透和未熔透临界点的线形拟合,得到了不同厚度钢板的激光焊接适用参数区域,为实际激光焊接参数设定提供了参考.     

基于二维激光切割机的型材多面切割装置方案设计

为满足在二维激光切割机上实现型材多面三维切割的需求,根据二维激光切割机结构、型材加工要求、机械加工夹具及自动控制等方面知识,对在二维激光切割机上加装型材夹紧、旋转装置提出三种设计方案并进行分析。与采用三维激光切割方案相比,大大节约投资。     

激光功率对5356铝合金激光诱导MIG电弧增材制造组织性能的影响

为了改善MIG电弧增材制造5356铝合金的组织及力学性能,将低功率激光与MIG电弧增材制造结合,采用低功率脉冲激光诱导MIG电弧增材制造技术进行了不同激光功率下5356铝合金单道多层墙体成形试验,分析了激光功率对沉积态5356铝合金组织、显微硬度及拉伸性能的影响.结果表明,低功率脉冲激光诱导MIG电弧增材制造成形试样整体冶金结合良好、无明显的未熔合现象.墙体的微观组织主要呈等轴晶状,与单MIG电弧堆积的墙体相比,等轴晶变得细小均匀,显微硬度提高,波动较小.加入激光可以减少Fe元素、Si元素含量和气孔数量,使墙体的力学性能提高,当激光功率为300 W时达到最大值,较单MIG电弧堆积墙体的抗拉强度提高了12.0%.     

化学成分和挤压工艺对6005A铝合金粗晶组织的影响

通过金相显微分析、拉伸试验等方法,研究了化学成分和挤压工艺对地铁用6005A铝合金型材粗晶组织和力学性能的影响。结果表明,通过优化铸棒化学成分和挤压工艺,可将地铁用6005A铝合金型材粗晶层厚度明显减小,同时获得优良的力学性能。     

不等厚汽车板激光拼焊成形性能的研究

针对1.6和2.5 mm厚度的DC04汽车板采用正交试验法进行激光拼焊,研究不同偏移量对拼焊焊缝断面形貌及力学性能的影响.结果表明,光束偏移量对激光焊缝宏观形貌有很大的影响,而对焊缝杯突值及抗拉强度无明显影响.     

电流辅助钛/铝异种合金激光熔钎焊的特性

采用电流辅助激光熔钎焊的方法对钛/铝异种合金的焊接特性进行研究.结果表明:激光功率对钛/铝异种合金接头的力学性能及微观组织有着明显的影响;辅助电流可有效地降低焊接过程中所需的激光功率,促进焊丝及铝合金母材的熔化,提高液态金属对母材的润湿铺展能力,在一定程度上促进了界面反应.     

超声辅助激光连接金属与塑料试验分析

采用响应曲面设计方法RSM (Response Surface Methodology)对超声辅助激光焊接钛和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的参数进行优化,主要研究了激光功率、超声振幅和间歇性超声作用时间对接头强度,气泡缺陷及焊接过渡层厚度的影响. 并利用X射线光电子能谱仪(XPS)分析了超声波作用时间和振幅对连接界面有益化学键形成的影响. 结果表明,激光功率、超声振幅和超声作用时间对焊接强度的影响规律是相同的,即在达到最大值之后,随着参数值的增加而减小. 当激光功率为60 W时,超声波作用时间或超声波振幅的增大都会促进Ti-C键的生成,使焊接过渡层厚度增加. 试验还表明,当激光功率小于65 W时,辅助超声波的引入可以引起气泡流动,有效减小气泡缺陷.     

基于试验设计与统计分析的双相钢激光焊工艺优化

为了优化激光焊接接头力学性能,利用试验设计方法对厚度为1.7 mm的DP600双相钢进行对接焊接试验,采用回归分析得到了激光焊接功率、焊接速度、离焦量、侧吹保护气体流量与接头抗拉强度之间的数学模型. 分析了焊接速度与侧吹气流量对焊缝抗拉强度的交互影响作用. 通过遗传算法优化该模型并得到了最优的焊接工艺参数组合,当焊接功率为1.7 kW,焊接速度为25 mm/s,侧吹气流量为2.4 m3/h,离焦量为-1 mm时焊缝的抗拉强度最大. 验证试验所测的焊缝抗拉强度值与模型预测值的相对误差在5%以内. 结果表明,文中研究可以有效的预测与优化厚度为1.7 mm的双相钢激光焊接质量.     

6063合金型材力学性能的影响因素及改善对策

6063铝合金型材是门窗、幕墙理想的结构和装饰材料,随着门窗、幕墙行业的发展,对6063铝合金型材的力学性能提出了更高的要求.高强度的型材可减低设计壁,减少结构重量,更受市场欢迎.本文着重分析了影响6063合金型材力学性能的因素,探讨了改善和提高力学性能的对策.     

2A50铝合金型材淬火工艺制度研究

通过工艺试验,分析了淬火加热温度、淬火保温时间等对2A50铝合金挤压型材力学性能和布氏硬度的影响。试验结果表明,固溶淬火温度控制在520℃,保温时间根据型材厚度控制在40 min以内,保证材料的加热均匀度,可以生产出高强度、高硬度的2A50铝合金型材。     

选区激光熔化制备多孔结构Ti6Al4V合金的力学性能

采用Simufact Additive软件，通过正交实验的方法，对激光选区融化（SLM）制备多孔结构Ti6Al4V合金的最优化工艺路线进行了模拟。结果表明，激光功率200 W，扫描速度1200 mm/s，光斑直径0.1 mm，粉末厚度0.03 mm为最佳加工参数。根据优化参数通过SLM加工制造了不同孔隙结构的Ti6Al4V样件，通过扫描电镜观察发现，在该工艺下加工出的多孔结构具有较好的保真度。通过压缩实验，比较分析实心及不同孔隙结构的抗压强度及弹性模量，得出复合结构作为种植体的结构模型可以更好满足种植体的力学性能要求。     

选择性激光烧结成型工艺参数研究

研究了烧结温度、激光功率和扫描速度对选择性激光烧结成型件精度及力学性能的影响。结果表明:适当调整选择性激光烧结成型机的激光功率和扫描速度及烧结温度,能有效提高成型件的精度及抗拉强度,在激光功率为24 W、扫描速度为2 500 mm/s、烧结温度为80℃时,成型件的尺寸精度为100±0.1 mm,抗拉强度为1.96 MPa。     

X80管线钢多道激光-MIG复合焊残余应力分析

采用试验和数值模拟结合的方法对X80管线钢多道激光-MIG复合焊焊接过程的温度场和焊接残余应力场进行了研究,分析了激光功率对复合焊接头的显微组织、温度分布和残余应力分布的影响规律. 结果表明,激光功率增加,熔池最高温度明显上升,焊后冷却速度下降;粗晶热影响区组织中粒状贝氏体、针状铁素体增加,条状贝氏体减少. X80管线钢激光-MIG复合焊接头残余应力水平较高,纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的拉应力峰值均出现在焊缝区. 激光功率在2.0 ~ 3.5 kW范围时,等效残余应力、纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力的峰值随着激光功率增加均出现下降趋势. 但激光功率从3.5 kW上升至4.0 kW时,各应力的峰值有所上升.     

异厚度铝合金激光拼焊温度场的测试

利用高温热电偶检测异厚度铝合金激光拼焊时的温度场,分析不同检测位置、激光功率、焊接速度、添加粉末、板材厚度对温度场的影响.测量结果表明,焊缝附近温度梯度非常大.激光功率越高、焊接速度越慢,同一测量点峰值温度越高.添加金属粉末时,材料表面对激光的吸收率增强,同一测量点的峰值温度升高.同一测量点薄板的峰值温度比厚板高,达到峰值温度的时间比厚板短.     

焊接工艺对压铸镁合金CO2激光焊缝气孔率的影响

研究了激光功率和焊接速度等焊接工艺参数对两种不同含气量的压铸镁合金激光焊气孔倾向(以气孔率为表征)的影响规律,并对气孔的防止措施进行了探索.结果表明,含气量较高的2 mm厚压铸镁合金激光焊气孔倾向大于含气量较低的5 mm厚压铸镁合金.两种厚度的压铸镁合金激光焊缝气孔率总体上均随着激光功率的升高及焊接速度的降低而升高.对...     

激光功率对2195铝锂合金光纤-半导体激光复合焊接形貌与气孔的影响

光纤-半导体激光复合焊接技术充分结合了光纤与半导体激光热源的优势,在激光加工领域拥有巨大的潜力.针对2195铝锂合金开展光纤-半导体激光复合焊接试验,并定量研究激光功率对焊接形貌与气孔的影响.结果表明,光纤激光功率显著影响焊缝熔深,半导体激光功率显著影响焊缝上熔宽.基于回归分析方法建立焊缝横截面积预测模型.此外,光纤与半导体激光均对焊缝气孔缺陷的控制起着重要的作用,较高的光纤激光功率有利于降低气孔缺陷.对于4 mm厚2195铝锂合金,采用光纤激光功率为3.0 k W、半导体激光功率为2.5～3.0 k W时,熔池温度高且光纤-半导体激光复合作用范围大,焊接接头气孔缺陷少.     

电冶熔铸WC／钢复合材料表面激光重熔工艺

采取不同激光工艺重熔经过热处理的电冶熔铸WC/钢复合材料,分析了材料表面组织形貌和结构的变化.结果表明,为增加材料对激光的吸收率,重熔前需对试样作预处理,并采用高的激光功率和低的扫描速度.激光功率可以显著增加激光影响区的厚度,而扫描速度的影响相对较小.激光重熔电冶熔铸WC/钢复合材料的强化机制为细晶强化和沉淀强化.由此选用激光功率为2.0 kW,扫描速度为600或800 mm/min较为理想.     

有关激光焊接的文献

<正>Al-Mg合金的激光焊接接头组织及力学性能分析/闫洪华,等.焊接学报,2011,32(1):97-100,104.针对铝合金对激光的高反射率和自身的高导热性,焊接匙孔极不稳定等特点,利用3 kW的CO_2激光器对Al-Mg系合金5083进行了激光焊接试验研究,分析了激光功率、焊接速度对焊缝表面质量的影响,研究了焊接接头的显微组织和力学性能。同时,为进一步检验