重卡结构件激光-GMAW复合焊接变形数值模拟研究

利用热弹塑性有限元分析，对材料为Q235钢的重卡结构件激光-GMAW复合焊接的温度场及焊接变形进行数值模拟计算。将平面高斯热源与高斯倒锥体热源结合，建立了适用于激光-GMAW复合焊接的组合热源模型，计算所得的焊缝横截面形状和尺寸与试验吻合较好。对于整个焊接结构的焊接顺序分成多个部分进行规划，包括了两个待焊面的整体先后顺序、局部的焊接起始位置以及焊接路径选择，焊接路径包括顺序焊、分步退焊、跳焊。在结构上选取4条关键路径，并将路径上各点的z方向位移量进行标准差计算，并取平均值，作为整个结构z方向变形程度系数，建立了针对具有复杂变形趋势和变形分布的焊接结构的变形严重程度定量评估方法。将各步骤内的最优方案进行结合，最终得到的最优焊接顺序方案为先焊A面后焊B面，且B面采用跳焊路径，3号位置作为焊接起始位置。最优方案焊接变形程度系数为0.2 mm，与最差焊接方案相比，焊接变形程度系数降低了28.6%。     

激光与其它热源复合焊接技术的研究进展

激光束与其它热源复合，通过两种热源的协同效应，弥补单纯激光焊接的不足之处，可以焊接两种单独热源难以完成的接头形式，获得单热源难以达到的高效焊接效果。文中对已经在工程上得到应用的激光与TIG电弧、MIG电弧、双电弧、等离子弧、高频感应热以及搅拌摩擦热的复合热源焊接技术进行了比较，归纳了它们的原理、特点及应用范围。此外，总结了上述几种复合热源焊接技术的国内外最新研究进展，介绍了激光-电阻缝焊等几种最新的基于激光复合热源焊接方法，评价了其特点和应用前景。最后指出激光复合热源焊接技术是今后激光焊接的发展趋势。     

激光-同轴电弧复合焊接热源焊接

在建立和研究空心钨极电弧的基础上，对激光－同轴电弧复合焊接热源焊接特性进行了深入研究，试验结果表明，激光与电弧相互作用增强的效果十分显著，采用同轴电弧作为辅助热源增大焊接熔深的效力优于激光－旁轴电弧复合焊接热源焊接效果，在试验的基础上，得到了激光－同轴电弧复合焊接热源焊接熔深的变化规律。     

激光-电弧复合热源焊接技术

具有焊接质量好、焊接速度快等优点的激光-电弧复合热源焊接技术,已经广泛地应用于汽车、航空等工业的薄壁金属焊接中.然而,常用的激光源价格昂贵、体积庞大并且电-光转换效率低,大大限制了复合焊技术的推广和应用.新一代高性能激光-光纤激光的开发和应用拓宽了激光-电孤复合热源焊接技术的应用范围,使其更易于实现工程化.通过介绍当前世界上激光-电弧复合热源焊接技术的应用和研究情况,展现了激光-电弧复合热源焊接技术广阔的应用前景,阐述了其发展方向.     

激光复合焊接的探讨

首先阐述了激光焊接的特点，指出了单热源激光焊接存在的缺点及其产生的原因。然后介绍了几种其他热源与激光进行复合焊接的方法，分析了这些复合焊接方法在保持激光焊接优点的基础上克服激光焊接缺陷的机理，最后指出这些复合焊接方法是激光焊接的一个发展趋势。     

激光与电弧复合焊接技术

综述了激光—电弧复合热源焊接的国内外研究状况,总结了激光—电弧复合热源焊接的物理特性,并对激光—电弧复合方式的焊接特点、研究状况、应用范围作了论述。     

激光一同轴电弧复合焊接热源焊接

在建立和研究空心钨极电弧的基础上，对激光一同轴电弧复合焊接热源焊接特性进行了深入研究。试验结果表明，激光与电弧相互作用增强的效果十分显著，采用同轴电弧作为辅助热源增大焊接熔深的效力优于激光一旁轴电弧复合焊接热源焊接效果。在试验的基础上，得到了激光一同轴电弧复合焊接热源焊接熔深的变化规律。     

激光-数字化精确控制短路过渡电弧复合热源焊接技术——一种可取代TIG填丝焊的高效焊接新方法

提出了激光-数字化精确控制短路过渡电弧复合热源焊接新方法.以CMT(Cold Metal Transfer)电弧焊和激光-CMT复合热源焊接为例,利用304不锈钢平板堆焊,对比分析了CMT电弧焊及激光-CMT电弧复合热源的焊缝成形特点,研究了在采用纯Ar保护气体焊接304不锈钢时的激光-CMT电弧复合热源焊接过程稳定性、飞溅、焊缝成形特征、焊接效率及焊接接头的力学性能,并将试验结果与304不锈钢TIG填丝焊进行对比.分析结果表明,纯Ar保护激光-CMT复合热源焊接接头的综合力学性能与TIG填丝焊接头的综合力学性能相当,但焊接效率可以提高5倍,因此在不锈钢和镍基合金等高性能金属材料的焊接中,用纯Ar保护的激光-CMT电弧复合热源焊接取代TIG填丝焊具有可行性.     

其它焊接方法

5A02／Q235钢Nd：YAG激光·脉冲MIG复合热源熔-钎连接;激光-TIG复合热源焊接参数对镁／钢异种材料焊接接头的影响;激光-电弧复合焊接咬边缺陷分析及抑制方法; 激光＋GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟——Ⅱ．组合式体积热源的作用模型     

激光-TIG复合焊接热源机理研究现状与进展

阐述了国内外关于激光-TIG复合热源焊接机理的研究现状,介绍了光谱诊断技术在激光-TIG复合热源机理研究中的应用.建立了具有高时间分辨率的光谱分析系统,运用等离子体的光谱分析技术,分析了激光-TIG复合热源焊接过程中激光和电弧的相互作用机理.研究表明,应用先进的光谱诊断技术可以对激光-TIG复合热源焊接中复杂的物理现象进行诊断,是提高和发展复合焊接技术的一种有效方法.