2060铝锂合金电流辅助激光填丝焊接工艺分析

为了改善2060铝锂合金激光填丝焊接的焊缝组织并进一步提高接头力学性能,使用了辅助激光填丝焊接的新方法.文中采用光纤激光器焊接2 mm厚2060-T8铝锂合金薄板,通过填充焊丝引入直流电流,研究电流对焊缝成形、焊缝结晶组织和接头力学性能的影响.结果表明,施加电流后,焊缝表面鱼鳞纹变得细密均匀,表明焊接过程更加稳定.同时,焊缝上、下熔宽趋于一致,焊缝结晶组织细化,熔合线附近等轴细晶区宽度减小.与无辅助电流相比,接头抗拉强度提高约5.8%.     

铝锂合金激光填丝焊接接头组织性能研究

利用激光填丝焊接方法对5A90铝锂合金薄板焊接头的组织性能进行了研究。结果表明:激光填丝焊接头的主要组织特征为细晶层和焊缝区大范围等轴晶,与激光焊接头类似,而不同之处表现为激光填丝焊接头的显微组织相对细化,柱状晶区范围相对减小。激光填丝焊缝区硬度HV0.2(925.7MPa)略低于激光焊缝区硬度(956.5MPa),但前者硬度分布更加均匀。激光填丝焊接头的抗拉强度稍低于激光焊接头,分别达母材的79.22%和73.03%,但其断后延伸率却显著高于后者,分别达母材的38.65%和20.38%。综上所述,5A90铝锂合金激光填丝焊接头的组织性能略优于激光焊接头,若使激光填丝焊接头的综合力学性能达到使用要求,不仅需要焊后热处理强化,还需要与母材匹配性更好的焊丝。     

1.5mm镀锌板激光摆动填丝焊接工艺研究

以1.5mm镀锌板为研究对象,为解决镀锌板激光焊接间隙大（0.3mm～1.0mm）和飞溅产生气孔问题,采用摆动填丝进行焊接,通过改变激光功率、送丝速度、摆动速度、摆动直径等影响因素进行激光填丝焊接试验,探究出最优镀锌板激光摆动填丝焊接工艺参数。结果表明,与传统的接焊相比,激光摆动填丝焊有利于减少焊缝中气孔的生成,解决了激光焊接对镀锌板苛刻的间隙要求。     

变形镁合金填丝TIG焊接工艺及组织性能分析

采用起动填丝TIG焊接工艺连接变形镁合金AZ31B板材,研究填丝TIG焊接与非填丝TIG焊接的异同点,并分析不同成分的焊丝对焊接接头的影响,探索出了合理的焊接工艺参数,分析了焊缝微观组织及拉伸断口。结果表明,与非填丝TIG焊相比,填丝TIG焊的焊接工艺更加复杂,接头强度有了较大的提高,组织更均匀。针对不同焊丝的焊接接头分析表明,随着填丝TIG焊接中焊丝含铝量的增加,热影响区及焊缝区的白色共晶相逐渐增多并有呈连续分布的趋势,同时晶粒趋于细小。该共晶体的增多对面又因晶粒的细化以及铝元素的固溶而提高接头强度。拉伸结果显示采用AZ61焊丝的接头强度最高,断口分析表明,为混合断口。     

填丝脉冲GTAW熔池形状定义和图像处理

在填丝脉冲GTAW过程中,从熔池图像上可以观察到熔池形状的变化,如度、长度、后拖角和表面高度等。熟练焊工可以根据变化的情况实时地调整焊接规范,保证焊缝成形稳定,利用获得的焊接熔池图像,采用一定的熔池图像处理算法可以计算出熔池形状的特征参数,以满足过程建模和实时控制的要求。本针对填丝脉冲GTAW熔池形状变化的特点,提出了统一的熔池形状非线性拟合公式和熔池形状参数。设计了快速图像处理算法,满足在实际焊接过程中提取熔池形状参数的要求,试验结果证明,熔池形状非线性拟合公式准确,图像处理算法有效,为进一步焊接过程的建模和控制奠定基础。     

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.     

双相不锈钢管板手工TIG填丝焊接工艺的研究

采用手工TIG填丝焊对双相不锈钢堆焊的管板与双相不锈钢管子接头处进行焊接,经检验表明:焊接件在渗透检验中没有出现宏观裂纹;显微组织观察发现铁素体与奥氏体两相比例符合技术指标要求;用扫描电镜进行线分析,发现两相中各元素分布在合理范围,焊接过程中元素烧损不严重;硬度值也在技术规定范围之内,没有出现淬硬现象.证明所选用的焊接工艺切实可行,对实际生产具有指导意义.     

角焊缝低真空填丝电子束焊接

根据液力变矩器泵轮和上盖总成角环缝焊接的特点，通过试验论证提出了一种低真空填丝电子束焊接方法，解决了焊接质量与生产率的矛盾。本文详细讨论了束流形态、聚焦点位置、填充金属送进、电子束斑位置等主要填丝电子束焊接工艺参数对焊缝成形的影响。经试验与分析，提出了保证焊缝内在质量和良好外观形状的工艺措施。     

1420铝锂合金激光焊接气孔形成机理

1420铝锂合金与传统的2000、7000系列铝合金相比，密度低12％，弹性模量高8％左右，具有优异的抗腐蚀性和高温性能。激光焊接作为一种快速高效的焊接方法，在焊接1420铝锂合金时存在一个问题，即具有严重的气孔倾向。针对1420铝锂合金激光焊接中气孔产生的原因进行了比较系统的分析。分析认为，表层物质是焊接过程中氢的主要来源，一定要采用适当的方法进行彻底的清除，而Mg、Li等合金元素不仅增加了熔池吸氢倾向，还增加了匙孔末端的不稳定性，应该采用合适的熔透模式，改善熔池的流动，将这种不稳定性降到最低。     

1420铝锂合金激光焊接特性研究

对3mm厚的1420铝锂合金进行了激光焊接试验。发现用3kWCO2激光,在激光功率密度未达到一般铝合金激光深熔焊阈值情况下,对1420铝锂合金却可获得较好的深熔焊效果,接头抗拉强度可达母材的80%,并分析了焊接效果和气孔形成机理。     

5A06铝合金激光填丝焊工艺研究

针对1.2 mm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:优化工艺参数可以显著改善焊缝成形;与激光焊相比,激光填丝焊接工艺范围明显扩大;激光填丝焊的最大容许间隙裕度可以提高至0.6～0.9 mm.表明了YAG激光填丝焊工艺是实现5A06铝合金薄板焊接的有效方法.     

5A90铝锂合金T形接头激光填丝焊接头组织性能分析

对2.5 mm厚5A90铝锂合金T形接头激光焊和激光填丝焊接头组织与性能进行了研究.结果表明,与不填丝相比,焊接过程中填充焊丝有效减少角焊缝咬边、下塌等缺陷,明显改善焊缝表面成形,同时增大了接头熔化区面积,提高了激光的吸收率;填丝还使得T形接头两侧角焊缝组织大小趋于相同,但组织相对粗大;接头抗拉强度接近提高20%,拉伸断口呈韧性断裂.     

异厚度铝锂合金板激光拼焊工艺

采用激光焊接方法对厚0.3 mm和厚0.5 mm异厚度铝锂合金薄板进行激光焊接试验,通过正交试验法研究了异厚度铝锂合金薄板的激光焊接,并对焊接样品进行了拉伸测试,分析了各焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响.采用极差法对试验数据进行处理,得到了异厚度铝锂合金激光焊接的合理焊接工艺参数,确定了各焊接因素对焊缝强度影响的大小顺序.     

工艺参数影响2060铝锂合金搅拌摩擦焊接头的成形规律

以在航空领域有广泛应用前景的2 mm厚2060-T8 Al-Li合金为研究对象,进行了搅拌摩擦焊对接接头的试验分析,重点研究焊接工艺参数影响焊接接头成形的规律.研究结果表明,呈碗形的焊缝由轴肩作用区与焊核区组成;轴肩作用区的等轴晶的晶粒大于焊核区.当搅拌头的转速为800 r/min且焊接速度为80 mm/min时,焊接接头的表面成形良好且内部无缺陷.与800 r/min,80 mm/min相比,提高旋转频率或降低焊接速度,焊缝表面变得较粗糙;降低旋转频率或提高焊接速度,焊缝内部会出现隧道型缺陷.     

Laser welding with filler material in the form of a wire

The methods for synthesis of arc surfacing using holding, displacing, vibroarc and cutting effects are developed. The concept of waste-free machining by cutting and a number of technological measures (flexible alloying and nano-reinforcement, multi-electrode processes, directional cooling), expanding the technological possibilities of surfacing, is described.     

2A97铝锂合金激光焊接特性

对厚度为2.0 mm的2A97铝锂合金进行了无填丝的激光焊接试验.通过拉伸试验、显微硬度计、光学显微镜以及扫描电镜研究了不同焊接热输入(激光功率、焊接速度)下焊接接头组织和性能.结果表明,随焊接热输入的增加,焊接接头系数增大,该厚度下2A97薄板最佳的焊接热输入为0.9~0.95 kJ/cm,此时接头系数可达到0.8左右.焊缝中的柱状晶分布区是强度最低区域,随焊接热输入的降低,焊缝区域中粗大的柱状晶所占比例增大,同时有伴随大量气孔出现,导致接头系数降低.     

镁合金激光氩弧复合热源冷填丝焊接工艺

研究了镁合金的低功率激光-氩弧复合热源冷填丝焊接工艺.通过5 mm厚镁合金板材的堆焊试验,研究了焊接电流、焊接速度、钨极高度和热源距离等参数对焊缝成形和焊接熔深的影响,确定了钨极高度为0.75 mm,热源间距DLA为1.2 mm左右的焊接参数范围;在堆焊基础上,进行了2.5 mm厚镁合金板材的对焊试验,实现了单面焊双面成形,焊接速度达1 200 mm/min,焊接接头熔深为单TIG冷填丝接头熔深的两倍,抗拉强度达到母材的95%左右,实现了高速、优质的镁合金冷填丝焊接.另外,简要分析了激光的加入对焊接过程的影响.     

A2219高强铝合金的激光粉末焊接

采用一种较常用的A2219高强铝合金,在(Slab)CO2激光器上进行了粉末焊接试验.通过是否填充合金粉末的比较试验,研究了填充合金粉对铝合金激光焊接的影响以及各种工艺参数对送粉时焊接过程和粉末利用率的影响.结合高速摄像仪和光束光斑诊断仪的观察数据对试验现象和结果进行了合理的分析,并给出优化的工艺参数区间.试验表明,合金粉末的加入可以提高焊接过程中激光能量的有效利用率和焊接过程的稳定性;只有当粉束作用在熔池的恰当区域,粉束才能有效地进入熔池;当送粉量一定时,需要相应的功率、功率密度和焊接速度匹配,粉束才能被有效利用.最后通过优化工艺参数,成功地获得了具有理想余高、成形良好、焊接过程稳定的焊缝.     

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.