薄板铝合金光纤激光-MIG复合焊工艺与性能研究

为了解决传统焊接方法焊接铝合金的生产效率低,并产生夹钨、裂纹、气孔等缺陷,文中采用了光纤激光-MIG复合焊的方式对2 mm厚的A6082铝合金进行了焊接,通过控制变量法确定了不同焊接工艺参数的影响规律。经反复试验,确定了最佳焊接工艺参数后,获得了优质的焊接接头,并对此复合焊接头的力学性能及内部显微组织进行了研究。由试验结果得出,A6082铝合金材料的焊缝组织主要由α-Al固溶体和少量β(Al8Mg_5)这2种组织组成,且组织形貌为柱状晶形态;焊缝金属的硬度低于母材的硬度,焊接HAZ的硬度低于焊缝金属的硬度;焊接接头拉伸试验断裂位置在热影响区,其最高抗拉强度约是母材的78%,拉伸断口形貌为塑性断口。     

万瓦级激光-电弧复合穿透焊接成形缺陷研究

为了研究万瓦级光纤激光-电弧复合穿透焊接时的焊缝成形规律与缺陷产生的过程,以20 mm厚Q235低碳钢为研究对象,采用平焊方法,对不同激光功率、焊接速度、焊接电流条件下的焊缝正背面成形特征进行研究,并利用高速摄像对焊接过程中背面熔池的流动变化、焊瘤及飞溅的产生过程进行了观察分析。结果表明,采用万瓦级激光-电弧复合焊进行穿透焊接时,单一通过改变激光功率、焊接速度或焊接电流难以获得良好的焊缝成形,焊缝易出现正面凹陷、背面焊瘤以及飞溅等缺陷。背面焊瘤及大量飞溅的产生是导致焊缝正面凹陷的重要原因,而不稳定的激光穿透导致熔融金属液体受到的金属蒸气反冲力波动较大,是导致背面形成焊瘤及飞溅的重要原因之一。     

T/R模块的激光封焊工艺研究

随着雷达技术的发展，微波模块正在向小型化、轻量化、高可靠性的方向发展。在实际生产过程中，T/R模块封焊盖板和壳体容易产生裂纹和气孔等缺陷，使产品的气密性不达标。文中对T/R模块常用的硅铝合金激光封焊工艺进行了试验研究，分析了峰值功率、脉宽、脉冲频率和离焦量对T/R模块焊接外观及气密性的影响，获得最优工艺参数。试验结果表明，工艺参数按照峰值功率为4.5 kW,脉宽为3.5 ms,焊接速度为2 mm/s,激光频率为15 Hz,离焦量为-1 mm时，能够获得较为优异的封焊质量，氦气漏气率优于5×10^-6 Pa·m³/s。最后总结了在生产过程中需要及时观察封焊质量来微调激光封焊的工艺参数，必要时更换新的激光保护镜片。试验结果对于指导激光封焊生产和工艺研究具有一定的意义。     

硅铝壳体激光焊接头组织及性能研究

高硅铝合金因低密度、低膨胀、高导热等优点成为T/R组件壳体的理想材料,但因组织内分布着大量的脆性硅相而焊接性差,易产生裂纹,影响壳体气密性。选取w(Si)50%的硅铝合金作为壳体材料和w(Si)27%的硅铝合金作为盖板材料进行激光焊试验,优化了激光焊工艺参数,研究了接头的组织性能,分析了不同制备方法获取的硅铝合金焊接过程中裂纹缺陷的倾向性。结果表明,焊缝热影响区是焊缝的薄弱环节,易产生气孔和裂纹,优化的焊接工艺参数可获得满足GJB 548B—2005气密性要求的焊缝。     

2219铝合金FSW/VPPA交叉焊缝气孔缺陷

2219铝合金在搅拌摩擦焊（FSW）后,进行变极性等离子弧焊（VPPA）十字交叉焊接,其交叉接头存在气孔缺陷.针对6 mm 2219铝合金进行FSW/VPPA交叉焊接试验,探究了交叉焊缝的气孔类型,分别对比不同FSW热输入量、不同的VPPA焊接速度对交叉焊缝气孔缺陷程度的影响.结果表明,FSW热输入量越大,交叉焊缝气孔缺陷程度呈下降趋势,这与FSW过程产生瞬时空腔有关;而VPPA焊速越大,交叉焊缝气孔缺陷程度呈上升趋势.因此,为了抑制FSW/VPPA交叉焊缝气孔的产生,可以对FSW过程进行惰性气体保护、适当地提高FSW热输入量以及降低VPPA焊接速度.     

铝与铜异种金属激光焊性能与工艺

为了提升铝与铜异种金属激光焊效率及质量,研究铝与铜异种金属激光焊性能与工艺。根据0.5 mm铝板与2 mm铜板,采用单模激光设备和多模激光设备进行焊接试验,通过调节激光焊的单模与双模、激光功率、焊接速度这3个工艺参数,研究工艺参数对焊缝成形的影响以及焊接接头处拉伸性能和硬度的变化规律。根据焊缝成形效果以及焊接接头拉伸性能综合评价焊接质量。试验测得,最佳的激光焊设备是单模激光设备,功率在1 800 W以上、焊接速度50 mm/s时的焊缝成形较好,拉力值在1 700 N以上。采用此参数激光焊焊接铝铜异种金属,能够得到较好的焊缝质量。     

双光束激光填丝焊工艺对铝合金焊接气孔率的影响

以LF6铝合金为材料,CO2激光为热源,开展了双光束激光填丝焊气孔特性分析.与单光束激光填丝焊及双光束自熔焊相比,双光束激光填丝焊能够抑制气孔的产生,尤其是并行双光束激光焊抑制气孔效果更明显.在此基础上进一步分析了保护气体成分和激光能量对焊接气孔率的影响.结果表明,采用氦气保护时,等离子体对激光的屏蔽作用小,能够稳定焊接过程;激光功率过大或者过小都会导致匙孔的不稳定,造成焊缝气孔率增加.     

铝合金激光焊接技术研究进展

综述铝合金激光焊接技术特点及研究现状,开展3 mm厚LF6铝合金激光-MIG电弧复合焊接工艺研究。文献综述表明,铝合金激光自熔焊接表面成形不好,且易于产生气孔缺陷,激光填丝焊、激光-电弧复合焊以及双光束激光焊等能够有效地解决上述铝合金激光焊接问题。试验研究表明,激光-MIG电弧复合焊接LF6铝合金可获得良好的焊缝成形,内部质量达到QJ1666A-2011Ⅰ级焊缝质量要求,接头强度达到母材的90%以上,具备较为优异的力学性能。     

2A12铝合金双光束激光填丝焊接工艺研究

以YAG激光为热源,开展了2A12铝合金双光束激光填丝焊焊接工艺研究,对激光功率、焊接速度、离焦量、送丝速度、光斑间距等主要焊接参数进行了优化分析。结果表明:优化焊接参数可以显著改善焊缝成形。与双光束自熔焊相比,双光束填丝焊可以有效抑制裂纹的产生;与单光束填丝焊相比,双光束填丝焊可以减少焊缝内部气孔的数量。     

5083铝合金CMT焊接焊缝质量研究

采用冷金属过渡焊接技术(CMT)对15 mm厚的5083铝合金板在不同工艺参数下进行焊接试验,对焊缝质量进行了研究。结果表明,在较低的焊接速度和较高预热温度下焊缝气孔少;在较高的焊接速度和较低的预热温度下可以避免角变形等焊接缺陷的发生。利用金相显微镜对显微组织进行观察分析,发现试样的焊接速度低而预热温度高,焊缝处容易形成规则的等轴晶,各个区域的形貌差异更加明显;经过焊接接头硬度分布测试,发现焊缝区显微硬度存在一个最低值,约为50HV。     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...     

1Cr21Ni5Ti锁底结构光纤激光焊接工艺特性

对3 mm厚的1Cr21Ni5Ti不锈钢锁底结构进行激光焊接试验,分析不同焊接工艺参数对接头成形、力学性能以及微观组织的影响,研究了其焊接工艺特性。结果表明,主要焊接缺陷为焊缝中的气孔以及收焊处凹坑,采用缓降功率的方法可减小焊缝收焊处凹坑深度,采用负离焦以及提高焊接速度有利于控制焊缝中的气孔缺陷。相比母材,焊缝硬度有所下降且不均匀,沿焊缝中心,焊缝中部区域硬度最高;在一定参数范围内,接头力学性能波动较小,焊缝平均抗拉强度达到816 MPa。焊缝内部晶粒呈等轴晶形式,主要由铁素体和奥氏体组成,焊缝中部奥氏体数量多于上部和下部,因此硬度较高;热影响区在焊接热循环作用下晶粒相对粗化,为焊缝的薄弱区域。     

Ti3Al-Nb金属间化合物CO2激光焊工艺

针对高Nb含量的Ti3Al-Nb基合金Ti-23Al-17Nb进行激光焊工艺研究,了解影响钛铝金属间化合物激光焊质量和焊缝成形的工艺因素。研究结果表明,2．5mm厚的Ti-23Al-17Nb合金采用大功率CO2激光焊不产生焊接裂纹,焊缝气孔是主要的焊接缺陷。采用合理的焊前表面处理工艺、全熔透焊接可获得无气孔的焊缝。在所研究条件下,合金具有良好的熔透性,部分熔透和临界熔透时焊缝截面呈钉头型,而稳定的全熔透焊缝则呈“沙漏”形,焊缝熔深并不是完全随焊接热输入的增大而增大,还取决于激光功率密度。接头显微硬度分布呈马鞍形,焊缝的硬度高于母材,近缝区出现峰值,接头的拉伸强度略低于母材。     

铝合金万瓦级激光-MIG 电弧复合焊缝成形

针对5A06铝合金进行了万瓦级激光-MIG电弧复合焊接工艺试验,分析了激光功率、离焦量、焊接速度、光丝间距对焊缝成形的影响。结果表明,万瓦级激光-电弧复合焊的焊接窗口窄、焊接过程不稳定,焊缝易出现驼峰、凹陷、咬边等缺陷。激光功率、离焦量和焊接速度对焊缝熔深影响较大,激光功率由10 kW增加至30 kW,焊缝熔深增加18 mm,达到29 mm。光丝间距对焊缝熔深熔宽影响较小。通过调节工艺参数,可明显改善铝合金万瓦级激光-MIG电弧复合焊的焊缝成形,适当的工艺参数下,可在达到最大熔深的同时获得具有稳定表面成形的焊缝。     

2A14铝合金激光-MIG复合填丝焊特性分析

针对2A14铝合金同时进行了激光-MIG复合焊和激光-MIG复合填丝焊试验,对比分析了激光功率、离焦量、焊接速度、焊接电流、光丝间距、填丝速度等工艺参数对两种焊接方法焊缝成形的影响规律.结果表明,铝合金激光-MIG复合填丝焊方法切实可行,工艺适应性良好,与铝合金激光-MIG复合焊相比,均能在较宽的工艺参数范围内实现良好的焊缝成形;相同试验参数条件下,铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝成形特征与激光-MIG复合焊基本相同,但其熔敷速度明显大于激光-MIG复合焊,焊缝余高明显增加.     

铝合金激光-MIG复合焊气孔缺陷影响规律研究

针对铝合金激光-MIG复合焊接气孔缺陷突出的问题,系统研究了激光功率、电弧电流、焊接速度、热源间距、离焦量等工艺参数对气孔缺陷分布、大小及含量的影响规律.研究结果表明:保证实现全熔透焊接时,激光功率对焊缝气孔缺陷的影响较小;气孔缺陷含量及大小均随电弧电流增加而增加,当电弧电流大于150 A时,因电弧压力较大,气孔缺陷主...     

激光焊接工艺对304不锈钢薄板搭接接头组织性能的影响

采用三因素三水平的正交试验对0.8 mm厚304不锈钢板进行了激光搭接焊,系统地研究了焊接速度、焊接功率、离焦量对焊接接头组织性能的影响。结果表明,以剪切载荷为标准时,焊接速度对薄板激光焊的影响最大,焊接功率次之,离焦量最小。焊缝中心由等轴的奥氏体基体和部分树枝状的δ铁素体组成,在焊缝边缘处存在细小的柱状树枝晶区域,减少焊接功率或者焊接速度可使柱状树枝晶区域的宽度增大。从母材到焊缝中心,显微硬度呈现出先增大后减小的趋势,采用负离焦量、低焊接功率、高焊接速度的焊接条件时,焊接接头的硬度较高。     

铝合金TIG电弧横焊接头缺陷及控制

重型运载火箭燃料贮箱要求对铝合金进行立式装配焊接,TIG电弧横焊是能够较好满足制造要求的方法之一.对铝合金TIG电弧横焊接头的成形特点和焊接缺陷进行分析,利用平板堆焊试验研究焊接电流、焊接速度和焊枪角度对焊缝正面偏移量的影响,最后研究焊接电流频率对气孔缺陷的影响规律.结果表明,采用较小的焊接电流、较快的焊接速度有助于降低焊缝正面的不对称性,利用电弧分力可以抑制熔池下淌,焊接频率为100 Hz时气孔缺陷最少.结合上述试验结果提出了铝合金横焊缺陷的控制措施并进行了试验验证.     

CO_2激光与TIG复合焊接铝合金

以铝合金2A12为主要研究对象,研究CO2激光与TIG复合热源焊接铝合金的工艺特点,设计制造了双焦点激光-电弧复合焊接头,讨论了影响复合焊接的各工艺参数。结果表明:影响复合焊接过程的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、焊接电流、激光焦点位置以及两热源之间的距离等,并且在比较宽的参数范围内CO2激光与TIG复合焊接铝合金焊缝成形美观、无气孔等缺陷,焊速显著提高,是一种理想的焊接工艺。