激光-电弧复合焊接的研究进展

激光-电弧复合焊技术是一种具有较好工业应用前景的新技术,目前已经引起了国内外研究人员的重视.激光-电弧复合焊接将两种物理性质和能量传输机制截然不同的热源复合在一起,实现优势互补,提高焊接效率和质量.结合作者的研究工作,概括了激光-电弧复合焊接中激光与电弧相互作用、熔滴过渡特性、小孔和熔池动态行为、复合焊接工艺技术及应用等方面的最新研究进展.     

电弧气氛对CO2激光与TIG电弧相互作用的影响

采用激光功率计、光束光斑质量诊断仪及高速摄像仪,对比研究了氩和氦气氛下CO2激光与直流TIG电弧垂直相互作用时的光束特性和电弧特性.结果表明,氩气氛时,激光功率显著衰减,光束散焦,功率密度分布严重劣化;与此同时,电弧电压降低,体积膨胀,甚至产生激光支持的燃烧波;而氦气氛时,激光电弧相互作用时光束特性及电弧特性变化很小.不同气氛时激光电弧相互作用的差异源于气体的电离能不同,电弧等离子体的电子数密度存在很大差异:氦弧的电子数密度较氩弧低一个数量级,因而氦弧对CO2激光的逆韧致吸收系数比氩弧低两个数量级.同时,氦弧的折射率与大气相比较差异很小,因而对激光束的折射效应弱.     

低活化铁素体/马氏体钢厚板真空电子束焊接接头组织及性能分析

针对聚变堆氚增殖剂试验包层模块(TBM)结构材料CLF-1低活化铁素体/马氏体钢,进行真空电子束焊接试验,并对焊接接头的显微组织及力学性能进行分析研究。结果表明:采用电子束焊接的焊缝表面成形良好,无气孔、裂纹等焊接缺陷;焊接接头横截面呈典型的匙孔穿透焊缝形貌,焊缝金属显微组织为较粗大的板条马氏体,熔合线附近为马氏体、少量铁素体和魏氏体组织的混合组织;热影响区主要由马氏体和残余奥氏体组成,且晶粒尺寸大小由焊缝向母材依次减小。经710℃,210 min焊后热处理,焊缝区显微硬度均值为350 HV,存在明显的硬化现象;常温下接头平均抗拉强度为635MPa,断裂位置处于远离焊缝的母材侧,550℃高温抗拉强度均值为350 MPa,断裂位置在焊缝区;经180°侧弯试验,焊缝表面无肉眼可见裂纹,焊接接头具有较好的力学性能。     

大型煤制甲醇装置合成单元运行分析和总结

针对河南龙宇煤化工有限公司甲醇合成装置中存在的催化剂使用周期短、合成塔底部超温等问题,分析了催化剂失活及合成塔底部超温的原因,采取了增加常温氧化锌精脱硫装置、采用XNC-98型甲醇合成催化剂、取消绝热层等措施。通过对催化剂净化系统和甲醇合成系统的控制,催化剂在运行周期、CO单程转换率、每m3催化剂对应的甲醇产量和甲醇产品质量这几个方面表现出优异的性能,取得了良好的运行效果。     

CO2激光光束在直流TIG电弧中传输形态研究

使用光束光斑质量诊断仪检测了CO2激光垂直穿过直流TIG电弧后的光斑半径及传输方向的变化,考察了激光离焦量及作用电弧位置对光斑的影响,计算了光束通过电弧后的偏折角度。结果表明,电弧等离子体的“负透镜效应”使得激光柬在0、＋10mm离焦量下作用电弧中间位置时,测量的光斑比原始光斑半径增大;-10mm离焦量下光斑缩小。电弧的“棱镜”折射,使得光束穿过电弧后有向阴极的微小偏折,计算偏折角度为0．8°。激光束0离焦量,作用电弧阳极附近时,光斑呈椭圆。     

煤制甲醇CO变换装置氨汽提塔运行中出现的问题及对策

介绍了变换氨汽提塔装置,指出运行中出现的几个典型问题,并对这些问题逐一分析.制定了措施,从而确保装置的安全长周期运行.     

电站锅炉用耐热钢激光焊接工艺

采用窄间隙激光填丝焊接技术,进行了电站锅炉用常规及新型耐热钢同质、异种接头的激光焊接工艺试验,研究了各种接头的激光焊接性及其在焊接过程中存在的问题和解决措施,获得了优化的焊接工艺参数.工艺试验结果显示:焊接过程中存在的主要问题是背面内凹、层间链状孔洞和火口裂纹.采用优化后的焊接工艺参数,可以获得正、背面成形良好的焊接接头,其焊缝结束处过渡饱满均匀,不存在火口裂纹,试样剖开后没有发现内凹与层间链状孔洞等缺陷.焊接接头经RT和PT检验,100%合格.     

CO2激光作用下直流TIG电弧特性分析

文中借助高速摄像和激光功率计等先进手段,研究了CO2激光与直流,TIG电弧垂直相互作用时激光对电弧特性的影响.激光功率越高,电弧静特性曲线下移幅度越大,电弧电功率越低,而电弧总功率越高.电弧电流越小、激光作用位置越靠近阴极,电弧电压下降幅度越大.激光作用引起电弧体积膨胀主要发生在激光作用位置到阳极之间的区域.结果表明,激光作用电弧后,电弧静特性曲线下移,体积膨胀,电弧电功率下降,而总功率增加.     

MSF屏蔽技术-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高温合金中微量Mg

采用ICP-AES法对铁、镍基高温合金中微量Mg元素的测定进行了研究,着重考察高温合金中基体与合金元素对Mg含量测定的影响;应用MSF及屏蔽技术进行干扰消除研究,通过优选试样溶解方式、最佳分析谱线及用BEC确定仪器工作参数,对准确度和精密度进行检验,本方法简单、快速、准确、可靠。     

填充焊丝对A7204铝合金光纤激光-VPTIG复合焊接头的影响

基于光纤激光-变极性钨极稀有气体保护电弧焊(VPTIG)复合焊技术,利用不同填充焊丝对A7204铝合金进行了焊接,分析了复合焊接接头的显微组织与力学性能,并研究了接头的软化行为及机制。结果表明,ER5087填充焊丝条件下的焊缝上部铸态组织最细小;自然时效90天后,三种填充焊丝条件下的接头力学性能相近,拉伸试样基本断裂于近母材侧的热影响区;三种填充焊丝条件的焊接接头在距熔合线1.6~2mm处的热影响区硬度最高,而在距焊缝中心3~7mm处的热影响区有明显的软化带;焊接热影响区存在明显的时效硬化区和再结晶软化区,且自然时效对热影响区软化具有明显影响。