铝合金激光焊接的研究现状和发展趋势

综述了铝合金激光焊接的特点及难点，分析了铝合金焊接中诸如小孔的诱导和稳定，气孔及热裂纹等问题及其解决方法，介绍了铝合金激光焊接的新方法和新进展。     

铝合金激光焊接工艺特性

介绍铝合金激光焊接时的工艺特性及焊接难点 ,提出改进措施 ,讨论了焊接过程中裂缝、气孔出现的原因     

铝及铝合金激光焊接特性

概述了以激光为热源的铝及铝合金激光焊接技术特性.包括铝及铝合金激光焊接稳定性的影响因素和激光焊接缺陷(气孔、裂纹、焊缝不规则等)及改进措施,并介绍了铝及铝合金激光-电弧复合焊接方法和双光束激光焊接方法.     

基于铝合金激光深熔焊接温度场研究

采用透过玻璃在线拍摄铝合金激光深熔焊接时小孔形状的方法,得到小孔形状的真实尺寸.随后建立铝和玻璃异种材料激光焊接温度场的数学模型,运用数值模拟法分析了激光深熔焊接铝合金与玻璃的温度场分布,在编制Matlab程序计算时用已观测到的小孔半径数值为基础,保证了数值模拟结果的合理性与正确性,得到了不同材料焊接温度场计算的一般方法.     

YAG激光与GTAW复合焊接铝合金

研究了YAG激光、GTAW电弧复合焊接铝合金时各种规范参数对焊缝成型的影响规律 ,探讨激光与电弧的复合作用机理。结果表明 ,采用YAG激光 +GTAW复合工艺焊接铝合金具有焊缝成型美观、热影响区小等优点 ,与GTAW焊接相比 ,焊速显著提高 ,可以显著增加熔深 ,达到采用小功率激光焊机实现铝合金的焊接目的 ,Laser、GTAW是铝合金焊接理想的工艺方法。     

铝合金焊接缺陷的发现、分析与研究

铝合金焊接具有密度低、耐腐蚀以及良好的导热性和导电性等特点，在机械、航空以及电子产业中都有广泛的应用。但是，铝合金焊接也存在着裂纹和气孔等多种缺陷。本文针对这些缺陷产生的原因进行了分析和探讨，并针对特定的缺陷提出了具体的防IE对策。     

铝合金焊接缺陷分析

主要论述了MIG焊焊接中出现的常见焊接缺陷的类型，总结了由于铝合金特殊的金属特性和焊接规范、焊接方法使用不当等引起焊接缺陷的原因，并针对各种不同的缺陷的成因提出防止措施。     

深熔激光焊接数学模型研究现状

对已有的有关深熔激光的数学模型的类型、建模方法及其应用进行了讨论，评述了深熔激光焊接小孔和熔池形状数学模型的研究现状，对深熔激光焊焊缝形状预测和工艺参数优化人工神经网络模型等典型的模型进行了介绍。     

铝合金薄板多光束YAG激光焊接设计

分析了铝合金激光焊接的工艺特性、技术难点和解决办法，阐述了多光束YAG激光焊接铝合金薄板的可能性，构建了多光束YAG激光焊接光路，解决铝合金薄板激光焊接过程的部分缺陷。如果合理使用保护气体并设置恰当的工艺参数，有可能解决铝合金薄板的YAG激光焊接难题，对其应用前景提出展望。     

铝合金MIG+激光复合焊接工艺研究

研究轻量化轿车用3A21铝合金M IG 激光复合焊接工艺,探讨工艺参数对焊缝成型的影响规律及激光与电弧的复合作用。试验结果表明,采用M IG 激光复合焊接工艺可以显著提高熔深和焊速,达到采用小功率激光焊机实现铝合金的激光焊接。在比较宽的工艺参数范围内M IG YAG激光复合焊接铝合金具有焊缝成型美观等优点,熔深和焊速均显著提高,大大提高生产率。     

新型柔性变极性等离子弧铝合金横焊技术研究

针对中厚板铝合金横向焊接的技术需求和瓶颈问题,开展变极性等离子弧穿孔横焊技术的研究。以8 mm厚铝合金板为研究对象,进行常规变极性等离子弧穿孔横焊试验,发现横焊穿孔熔池很难建立。通过横焊穿孔熔池受力计算、熔化金属流动分析,探究问题产生的原因。推导出熔池背面小孔临界半径与表面张力、电弧力和重力之间的关系式。当受力状态满足关系式时,小孔熔池才能闭合、形成焊缝。依据上述理论,提出柔性变极性等离子弧。该电弧在保证穿孔前提下,通过降低电弧压力,增大小孔临界半径,促进了穿孔熔池的稳定建立。利用该技术实现了8 mm板厚2219铝合金的穿孔横向焊接,接头成形优良。焊前预热和表面氧化膜刮削可大幅度降低横焊接头气孔缺陷。     

2A14铝合金法兰焊接裂纹修复

铝合金以其良好的力学性能、防锈性能和轻量化而被广泛用于航空、航天等领域。但铝合金特有的物理-化学性质导致其焊接性极差,极易产生气孔、裂纹等焊接缺陷。主要对2A14铝合金法兰焊接裂纹的产生原因和补焊工艺特点,各种注意事项以及对铝合金焊接裂纹补焊工艺规范进行了详细讨论和探索,同时制定了严格的和细化的补焊工艺流程,完成了该法兰的补焊操作。     

高强铝合金厚板窄间隙激光焊接新工艺

针对铝合金厚板激光焊接存在的问题,提出采用窄间隙激光焊接的工艺技术路线,在分析了这种工艺方法的难点后,采用3.5 kW高光束质量扩散冷却slab CO2激光器,通过工艺方案的优化,首次成功实现了20 mm厚铝合金的窄间隙激光焊接.     

高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析

采用激光焊对硅含量为50％（质量分数）的高硅铝合金壳体和硅含量为27％的硅铝合金盖板进行封焊实验.通过对焊缝区微观组织的观察,获得了焊缝区的组织特征及存在的缺陷.分析认为,焊接过程中温度和应力的急剧变化引发高硅铝材料内部的硅裂是焊缝微裂纹产生的主要原因,也是壳体封焊后气密性不能满足要求的主要因素.在此基础上,通过对焊接参数优化改进,提高了接头的质量.     

等离子-MIG焊接方法在厚壁铝合金构件焊接中的应用

等离子-MIG焊接是一种双电弧高效焊接方法,特别适合于厚壁铝及铝合金构件的焊接.叙述了1种自动等离子-MIG焊接设备的设计和研制过程,及其在三峡电站大型开关断路器铝制壳体制造中的应用.     

低功率脉冲激光-电弧复合热源高效焊接过程中的“匙孔”行为研究

激光-电弧复合热源焊接技术由于具有焊接熔深大、效率高、质量好等优点而受到广泛关注。采用低功率脉冲激光-钨极惰性气体保护(Tungsten inert gas,TIG)焊电弧复合热源技术进行镁合金板材的焊接,研究激光脉冲作用消失之后的等离子体行为和激光"匙孔"行为。在上述试验结果的指导下优化工艺参数,对比研究采用单独激光焊、TIG电弧焊和复合热源焊这三种方法实现镁合金板材对接焊相同效果时焊接效率的差异。研究结果表明,激光"匙孔"和"匙孔"等离子体的形成是实现复合热源高效焊接的前提条件,恰当的工艺参数可以使得激光"匙孔"维持稳定的开口状态,这种状态提高了电弧的稳定性和能量密度,延长了镁等离子体的恢复时间,因此能够提高复合热源的焊接效率。达到相同焊接效果时复合热源的焊接效率分别达到单独激光焊接效率的7.14倍和单独TIG电弧焊接效率的4.29倍。     

预热铝合金搭接激光焊

为了研究预热对铝合金搭接激光焊的影响,使用Nd: YAG激光器和1.4 mm厚的5A03H24铝合金板材,分别在无预热和预热300 ℃条件下进行了搭接激光焊试验.结果表明,预热可在熔深、熔宽、热影响区宽度和拉剪力基本不变的同时大幅度提高焊接速度.预热高速焊接与无预热激光焊相比,焊缝中Mg元素质量分数无显著区别;拉伸断口显微组织都属于微孔聚集型塑性断裂;焊缝组织都由柱状枝晶和等轴树枝晶组成,并且熔合线附近的柱状枝晶组织相近;焊缝和母材硬度比无预热时有所下降,其中焊缝下降幅度大于母材.     

激光入射角影响焊接熔池匙孔瞬态行为数值模拟

在激光焊接中,激光入射角直接影响着熔池匙孔瞬态行为,而仅采用工艺试验方法难以探索其规律。利用数值模拟技术模拟激光入射角分别为30°、0°、-30°的焊接过程,研究激光入射角对熔池匙孔瞬态行为的影响。同时通过激光焊接试验对仿真结果进行验证,数值仿真的焊缝横截面形貌与试验结果吻合较好,表明仿真结果能够反映激光焊接过程。分析不同激光入射角下温度场、熔池内流场、匙孔后壁反冲压力、匙孔深度和匙孔后壁静压力的变化。结果表明,激光入射角的正负影响熔池内部流动的快慢;激光入射角为正时,有利于抑制飞溅形成,而激光入射角为负时,则促进飞溅生成;激光入射角的正负明显影响匙孔的稳定性,当激光入射角为负时,匙孔稳定性降低,坍塌频率增加,产生气泡的概率提高。使用合适的激光正入射角有利于提高激光焊接质量。     

铝合金汽车轻量化及其焊接技术

目前,汽车轻量化已成为汽车制造的主要研究方向。铝合金特性密度小、耐腐蚀,使得铝合金在汽车轻量化研究中得到了应用。铝合金汽车制造时,不同焊接技术对于汽车的稳定性也有所影响。在铝合金材料选择时,不同的铝合金材料对于提高汽车安全性,降低减排,减轻重量等都有不同的体现。