CO2激光作用对直流TIG电弧温度的影响

在CO<,2>激光垂直穿过TIG电弧条件下,对激光作用电弧前、后的电弧等离子体局部光谱特征进行了分析,并采用波尔兹曼图法计算了电弧局部电子温度,研究了激光对电弧等离子体轴向温度分布影响的基本规律.结果表明,激光作用电弧后,电弧等离子体的光谱特征保持不变,但整体辐射强度增加;从激光作用位置到阳极区间的电弧温度升高,而靠近...     

面向增材制造的粉末束流对激光能量散射损失规律的理论研究

同步送粉激光增材制造是一种通过粉末添加方式快速制造实体零件的先进技术。在激光增材制造过程中, 激光与粉末束流将产生相互作用, 激光能量的损失是由于粉末束流对激光的散射作用。本文基于米氏散射理论建立数学模型, 研究粉末束流对激光能量的散射损失规律。结果表明: 激光能量散射损失与粉末颗粒物理特性、激光波长、粉末颗粒大小、送粉量等因素有关。粉末颗粒导电性能越好, 其对激光的散射损失越大;激光波长越长, 散射损失也越大;而在相同送粉量时, 粉末颗粒半径越小, 激光能量散射损失越大。从激光能量散射损失角度考虑, 激光增材制造宜选择短波长激光和大颗粒粉末。     

2198-T851铝锂合金激光焊接工艺研究

铝锂合金被认为是在航空航天领域中实现飞行器轻量化的理想结构材料之一。采用高功率光纤激光器焊接1.76mm厚的2198-T851铝锂合金,研究填充ER4047焊丝时激光功率、焊接速率和送丝速率对焊接热裂纹和焊缝组织的影响,以及最优焊接工艺下焊接接头的显微组织与力学性能。结果表明,当激光功率为4kW,焊接速率为4m/min,送丝速率为4m/min时,填充ER4047焊丝焊接可获得成形良好且无宏观裂纹缺陷的焊接接头。接头的平均抗拉强度为342MPa,拉伸断裂后接头断裂强度达到母材的65.4%,熔合区为薄弱部位。     

SUS301L不锈钢CO_2激光-MIG复合焊接头组织性能研究

针对2mm厚SUS301L奥氏体不锈钢薄板进行CO2激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合对接焊试验,深入分析了焊接接头不同区域的显微组织及相组成,研究了装配间隙对焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,SUS301L奥氏体不锈钢复合焊接接头中心区域呈一定方向性的细小枝晶组织,未出现等轴晶区域,偏离焊缝中心区为垂直于熔合线向焊缝中心生长的柱状晶组织,距焊缝中心距离越远,晶粒越粗大;焊接接头主要由γ奥氏体相和少量δ铁素体相组成,焊缝凝固模式为铁素体-奥氏体结晶(FA)模式,凝固过程中发生的δ-γ转变由块状转变和相界面处的短程自由扩散作用共同完成;随着装配间隙的增大,焊缝残余δ铁素体含量逐渐降低,抗拉强度随之下降,断裂发生在焊缝靠近熔合线区域的粗大柱状晶区。     

高功率光纤激光-TIG复合焊接实验研究

激光诱导的羽辉对高功率光纤激光焊接过程具有重大影响。采用IPG YLS-6000光纤激光器和Fronius MagicWave3000job数字化焊机进行了高功率光纤激光-非熔化极气体保护焊(TIG)复合焊接实验;通过高速摄像记录焊接过程中羽辉和等离子体的形态,并利用体视显微镜观测焊缝的熔深和熔宽。研究了TIG电弧对高功率光纤激光焊接羽辉影响的基本规律,并分析了产生这种影响的主要机制。结果表明,高功率光纤激光-TIG复合焊接熔深比单光纤激光焊接显著提高约20%,且基本不受电流大小的影响,焊接熔宽随电弧电流的增加逐渐增大;在一定热源间距范围,复合焊接熔深和熔宽对其变化不敏感。电弧对羽辉的作用机制主要表现为高温的电弧能够气化羽辉中的微粒,从而显著削弱羽辉对激光的影响。     

60mm厚304不锈钢板超窄间隙光纤激光焊接接头组织性能研究

利用IPG公司YLS-6000光纤激光器及5mm超窄间隙焊接了60mm厚304不锈钢板,并利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪和低温拉伸试验机分析了接头组织性能。结果表明,超窄间隙激光焊接方法可得到成形良好无明显缺陷的焊接接头,焊缝上下宽度一致约3.8mm。焊缝组织为柱状奥氏体与均匀分布的骨架状和板条状铁素体。热影响区并无明显晶粒长大,少量铁素体沿熔合线向母材方向扩散生长。Cr、Ni等合金元素在焊缝及热影响区分布均匀,无明显偏析。焊缝与母材显微硬度相当,略低于热影响区。接头拉伸强度随温度降低而上升,最高达1260MPa,在183K、213K、243K、273K温度下接头拉伸强度分别为母材的86%、96.7%、94.5%和92.6%。试样弯曲180°无裂纹及其他缺陷产生。     

第十八届中国国际机床展览会特种加工机床评述（上）

通过对第十八届中国国际机床展览会（CIMT2023）参展特种加工机床的现场观摩、资料收集以及与参展厂商的座谈交流，对国内外电加工机床、激光加工机床、增材制造机床的技术水平进行了评述，并分析了特种加工机床的发展趋势和应用前景。     

纹影法激光焊保护气流态

为了对喷嘴结构设计及气流工艺参数的调整提供理论依据,采用双反射式纹影仪对激光焊接用喷嘴冷态时的气流流态进行了系统观测,并结合气体动力学原理对气流的流态进行了分析.结果表明,单层保护气喷嘴自由射流时,气流的Re控制在400～700可获得较好的层流长度及挺度;双层保护气喷嘴自由射流时,内、外层气流的Re相近可使综合性能达到最佳,最后给出了几种常用保护气喷嘴和保护气帘的气流形态.     

铝合金的大功率扩散型CO_2激光粉末焊接技术Ⅱ——铝合金焊接接头的组织与性能

本试验研究就采用扩散型CO2 激光粉末焊接技术的铝合金焊接接头进行组织及性能的分析。拉伸实验的结果表明 :对于无间隙的对接焊接头 ,采用不填粉的激光焊接工艺时的抗拉强度明显低于采用填充粉末焊接工艺 ,而且断裂也是发生在焊缝部位。但是拉伸实验的过程中可以看到明显的屈服发生在母材 ,而不是焊缝。采用填粉的激光焊接工艺时则是在母材产生屈服和最终的断裂 ;对于有间隙的对接焊接头 ,采用填粉工艺时 ,其抗拉强度不低于母材的最大间隙达 0 5mm。另外 ,采用填粉工艺的对接焊接头 ,其冷弯角可达 180°、硬度和母材相当 ;其焊缝的金相组织 ,基底为Al+Si共晶与α-Al的均匀混合物 ,其上分布有结晶时先析出的纯Si;当焊接速度偏低时 ,会发生紧邻熔合线的焊缝部位的断裂。启裂区为准解理形貌 ,扩展区面积较大并且是以准解理为主的混合断口形貌 ,终断区为韧性断口形貌     

两种大功率工业激光焊接特性的比较

对目前两种主要工业加工用大功率YAG和CO2 激光器的焊接特性进行了比较研究。理论上比较了用两种激光加工时的材料吸收率差异。实验上直接比较了两种激光的焊接效果 ,并依据能效对两者进行定量比较分析。实验结果表明YAG激光的平均能效为CO2 激光平均能效的 3 6 2 3倍 ,与理论的两种激光吸收率比值接近。而两者焊缝几何形状受焊接参数的影响规律相似。研究结果对薄板壳金属材料的焊接提供有价值的参考。