激光透射焊接塑料实验研究

为了研究焊接参数(如激光功率、焊接速度)对激光透射焊接塑料强度以及显微结构的影响,采用YAG激光器(功率为300 W,波长为1064 nm)进行聚碳酸酯(PC)材料的激光透射焊接。然后,利用万能材料试验机对焊接后的试件进行拉伸测试,最后利用光学显微镜对焊缝进行微观结构观察,测量焊缝宽度,分析焊缝质量。结果表明,透明PC塑料厚度在1~3.5 mm之间,透射率变化不明显。随着激光能量输入从0.27 J/mm增加到1 J/mm,焊接强度增加;当激光能量输入超过1 J/mm后,焊接强度开始减小。当透明塑料厚度为3.5 mm、激光功率为40 W、焊接速度为40 mm/s时,拉断力可达到峰值1.3 kN。为了提高焊接强度,应严格控制激光能量输入。     

激光无吸收剂透射焊接透明PET塑料试验研究

使用1 710 nm半导体激光器,对同种透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料进行激光透射焊接,由于透明PET塑料对1.7μm的激光具有较高吸收率,因此焊接过程无需添加激光吸收剂。通过调整激光功率和焊接速度,探讨了线能量对焊接强度的影响。在激光功率为10 W,焊接速度为7.5 mm/s时,得到了美观牢固的焊接试件,此时的线能量为1.33 J/mm。保持此线能量不变,在激光功率为5～30 W的范围内设计了对比试验。结果表明,激光功率在5～30 W、焊接速度在3.75～22.50 mm/s内改变对焊接试件的焊缝强度影响较小。     

激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯试验研究

采用YAG激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材,对其工艺、焊接区形貌和拉伸性能进行了研究。结果表明:在未添加吸光剂条件下,激光功率高于200W时,透明和黑色PMMA板激光透射焊接性能良好,上层透明PMMA材料的激光入射面无烧蚀损伤,拉伸试验中透明PMMA板断开,焊接区无开裂,最大载荷为2110N。激光功率低于200W时,单道焊接条件下焊接区被拉开,最大载荷1170N。透明PMMA板和其他颜色PMMA板在焊接时,需要添加吸光剂。采用黑色热塑性丙烯酸树脂为吸光剂的条件下,焊接效果较好。     

金刚石锯片的激光焊接工艺参数试验研究

采用800W基模CO2激光器对金刚石锯片进行了激光焊接研究。试验并研究了激光功率、焊速、离焦量及偏移量等工艺参数对金刚石锯片的激光焊接质量的影响,获得了焊接的最佳工艺参数,焊缝深宽比约为2mm,焊接熔合深度约为1.2mm。激光焊接的金刚石锯片显著地提高了其结合强度及承载能力。     

8 mm厚不锈钢板的Nd∶YAG激光焊接

探讨了采用高功率Nd∶YAG连续激光器焊接 8mm厚不锈钢板的工艺方法及工艺参数。实验结果表明 ,用氮气作为保护气体 ,在激光功率 40 0 0W ,焊接速度 0 5m/min ,焦点位置在工件表面下 2mm处时 ,即使两块厚不锈钢板之间有 0 3mm间隙 ,且存在 0 8mm的高度差 ,仍可获得满意的焊接效果。焊缝的硬度是母材硬度的 2倍。     

选区激光烧结PS/PMMA成形工艺优化与性能研究

为改善聚苯乙烯(PS)粉选区激光烧结出来的制件强度与精度低的问题，通过添加聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉末制备PS/PMMA复合粉。以制件尺寸精度、抗拉强度为指标，选取分层层厚、扫描速度、激光功率、扫描间距进行正交试验，采用极差分析法进行成形工艺优化与性能研究。结果表明，选区激光烧结PS/PMMA复合粉末烧结件尺寸精度的最优工艺参数组合为预热温度101℃、扫描速度4 m/s、激光功率20 W、扫描间距0.25 mm、分层厚度0.24 mm。该工艺参数组合下PS/PMMA复合粉末烧结的X、Y、Z三向尺寸精度分别可达到0.004、0.033、0.020。经力学性能分析，选区激光烧结PS/PMMA较激光选区烧结PS的抗拉强度提高2.4%。     

聚丙烯塑料激光透射焊接工艺

利用正交实验方法,研究了聚丙烯(PP)塑料的激光透射焊接工艺参数对焊接质量的影响。对焊接样品进行拉伸测试和切片实验,分析了各焊接因素对拉伸强度和焊缝宽度的影响。结果表明,各焊接因素对焊接强度的影响大小顺序为:焊接速度→激光器的频率→焊接后冷却时间→夹具的夹紧力→光斑直径→激光器功率,并发现激光能量密度过高会导致样品表面焦化形成黑色焊缝,焊缝不均匀则产生伪断裂现象。并用极差法确定了聚丙烯的最佳焊接工艺参数。     

聚丙烯激光透射焊接工艺及性能研究

利用激光透射焊接技术对聚丙烯(PP)塑料进行焊接,研究了激光焊接热塑性塑料的可行性。通过正交试验法研究了激光功率、焊接速度、碳黑含量对焊接强度和焊接质量的影响。探讨了线能量对焊接强度的影响。结果表明:对PP材料来说,激光功率是首要影响因素,其次是焊接速度,最后是碳黑含量。最佳的焊接工艺参数为激光功率50 W,焊接速度15 mm/s,碳黑质量分数0.15%。线能量对焊接质量有较大影响,线能量在1.5~3 J/mm可得到较好强度的焊件。     

发动机中冷器脉冲激光焊接研究

采用YAG激光作为焊接热源,对3mm厚的奥氏体不锈钢板和直径6mm、壁厚0.4mm的不锈钢管单面激光焊接工艺进行了研究.实验结果表明:对焊面的打磨、抛光和紧密接触对防止焊缝中产生过多的气孔和提高焊缝的机械性能有重要作用;激光功率密度、焊接速度、脉冲宽度和脉冲频率四个参数是实现脉冲激光焊接的关键因素.经理论推导,确定了在脉冲激光最大平均输出功率300W、单脉冲能量60J、脉冲频率5Hz、焊接速度0.75mm/s的限定条件下,最佳工艺参数组合为脉冲宽度8ms和峰值功率7.5kW.与经钎焊所得焊缝质量相比,其抗剪切强度有明显提高.     

工艺参数对铝-钢激光熔钎焊接头质量的影响

为探索低功率激光焊接钢铝熔钎焊的可行性,采用光纤激光器以1 mm厚的6061铝合金和1.2 mm厚的DP600双相钢为试验对象,进行铝在上、钢在下的激光熔钎焊试验。研究了焊接速度和激光功率对焊接接头质量(焊缝成形性、微观组织和力学性能)的影响。结果表明：接头抗拉剪强度随着激光功率的增加和焊接速度的加快,均表现为先增大后减小,并在激光功率为405 W,焊接速度为5 mm/s的工艺参数下,焊接接头的抗拉剪强度达到最大值127 N/mm,金属间化合物厚度约为10μm,断口为典型的解理断裂。该研究为提高激光焊接质量提供了一定的技术支持。     

高密度聚乙烯塑料激光焊接工艺参量试验研究

为了研究激光焊接中各工艺参量对高密度聚乙烯塑料焊接件性能的影响,采用激光穿透焊接高密度聚乙烯试样件,进行了力学拉伸试验并应用扫描电镜观测其焊缝断口的形貌.试验结果表明,当光斑直径为2mm、激光功率为75W、焊接速度为2mm/s时,焊接件断口没有飞边和夹渣,焊接接头成型良好,力学性能最佳:随着激光光斑直径的减小、焊接速度的降低或功率的增加,接头强度及伸长率均有提高.进一步从激光体能量角度分析了影响接头强度的因素,证实了激光焊接高密度聚乙烯是一种可行的方法.     

6061铝合金超声波辅助激光焊接变形控制研究

为了解决6061铝合金在激光焊接过程中出现的易变形、变形大的问题,采用施加超声波以辅助焊接的方法,以1mm厚的6061铝合金薄板为研究对象展开超声波辅助激光焊接试验,探究超声波对6061铝合金焊接变形的抑制作用;利用单因素试验方法分析了超声波功率对焊接变形的影响规律,设计包括超声波功率、激光功率、焊接速率、离焦量、保护气流量在内的五因素五水平正交试验,分析了超声波功率以及常规焊接参量分别对焊接变形的影响程度,并获得了能够得到最小变形的工艺参量组合。结果表明,焊接变形会随着超声波功率的增加而减小,超声波功率800W时较无超声情况下试件的挠曲变形及角变形分别减小了51.27%和51.46%;同时,当激光功率为1000W、焊接速率为5m/min、离焦量为+1mm、保护气流量为15L/min、超声波功率为800W时, 可以获得变形最小的试件,所得到的试件挠曲变形量为0.42mm,角变形量为0.26mm。此研究为超声波辅助焊接在控制薄板焊接变形方面的应用提供了一定的工艺和理论参考。     

不同功率对激光摆动焊接钢/铝异种材料的影响

为了得到高质量的钢/铝接头, 采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验, 研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明, 1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接; 激光功率为1400W和1500W时, 焊接接头的金相组织以马氏体为主, 当激光功率为1600W时, 接头内的铁素体增多, 马氏体减少, 焊接接头的金相组织以铁素体为主; 3种接头显微硬度的最低值和最高值分别位于焊缝中心和热影响区, 在1500W的激光功率下, 焊接接头的力学性能最好, 钢侧接头的显微硬度约高于母材显微硬度的1.7倍; 接头的最大剪切强度达到113N/mm。此研究结果应用在船舶制造领域具有较重要的意义。     

金刚石圆锯片的激光焊接设备与工艺研究

介绍了一种金刚石圆锯片的激光焊接系统,该系统采用半自动方式,由约束放电激励CO2激光器、三工位光路转换器、焊接工作台及工装夹具组成。采用该系统进行金刚石锯片的激光焊接,研究了激光焊接工艺参数及其对焊缝弯曲强度、焊缝外观、金相组织及显微硬度分布的影响。     

TRIP800激光焊焊接接头组织与性能

本文通过改变激光焊的焊接功率、焊接速度以及离焦量的工艺参数对厚度为1.8mm的TRIP800钢板进行焊接,激光焊接时最佳工艺参数为焊接速度为7mm/s,最焊接功率为570W,离焦量为-1mm;在断口扫描照片分析得到为典型的韧性断裂,断口上有大量的韧窝存在,从断裂机理上来看属于典型的微孔聚集型断裂.     

高功率CO2激光焊接三明治金刚石锯片

利用DC025扩散冷却板条(SLAB)激光器系统地研究了激光焊接三明治金刚石锯片的焊接缺陷和焊接工艺。结果表明焊接缺陷主要表现为焊缝中大量的气孔和较多的铜,降低了焊缝强度。气孔来源于基体里黏接剂、油污与粉末冶金刀头的共同作用,采用正面熔透1/2,反面完全熔透的焊接方式和提高焊接速度来减少气孔缺陷。铜来源于基体里铜板的熔化,当激光偏向刀头时,铜的含量降低。φ50 mm三明治锯片合适的焊接参数为激光偏移量0～ 0．20 mm,正面焊接线能量为25～40 J/mm,且激光功率低于1000 W;反面焊接线能量为80～150 J/mm,且激光功率高于1500 W;此时焊缝铜的质量分数为0．2％～1．1％,焊接气孔较少,焊缝抗弯强度满足EN13236安全标准。     

高强镀锌钢激光填粉焊接工艺试验研究

为了研究高强镀锌钢激光填粉焊接工艺,采用正交实验法优化了激光功率、焊接速度、离焦量等焊接工艺参量。结果表明,激光填粉焊接速率过低时,焊缝易于产生熔质堆积和焊接孔洞;增大离焦量可实现粉末的有效利用;装配间隙为0.25mm（母材厚度的31%）时,高强镀锌钢激光填粉焊接的最佳工艺参量为激光功率1500W,焊接速率30mm/s,离焦量12mm,此时,焊缝表面成形良好,其拉伸试验断裂产生在母材。     

激光辅助加热搅拌摩擦焊3维流场数值模拟

为了优化激光辅助加热搅拌摩擦焊接工艺、为焊接实验提供理论依据,采用数值模拟的方法,进行了Q235钢激光辅助加热搅拌摩擦焊3维流场模拟仿真。模拟分析了粘塑性材料的流动行为及热量传递过程,获得了被焊材料的流动场及温度场分布。结果表明,在焊接过程中,被焊材料主要是由后退侧向前进侧流动;激光功率为800W、焊接速率为23.5mm/min、转速由750r/min增加至1180r/min的过程中,被焊材料的流动性变好,最高温度升高,但未超过钢的熔点,与实际实验过程中钢未熔化一致。激光作为辅助热源,为焊接过程提供热量输入,可改善焊接材料的流动性。