PLC控制激光焊接2524铝合金接头的组织研究

采用PLC控制激光焊接工艺参数对2524铝合金进行了焊接处理,研究了激光功率、焊接速度和送丝速度对2524铝合金焊接接头热裂纹倾向和显微组织的影响。结果表明,随着激光功率的增加,焊接接头的裂纹总数量呈现不断增加的趋势;焊缝中心为等轴树枝晶组织,而靠近熔合线附近为柱状晶组织,焊缝中心的平均晶粒尺寸和靠近熔合线附近的焊缝柱状晶间距均增大;随着焊接速度的增加,焊接接头的裂纹总数量不断增加,热裂纹倾向加大,且焊缝区域的熔宽和焊缝面积减小;随着送丝速度的增加,焊接接头的裂纹总数量降低。采用填充焊丝的焊接工艺后,焊缝的成形性相对自熔焊接更好,且焊缝面积明显增大。     

LY12铝合金蒙皮骨架结构激光填丝焊接工艺研究

对LY12铝合金蒙皮骨架结构进行碟片激光填丝焊接试验研究。结果表明:通过激光填丝焊,铝合金可以获得焊缝表面成形良好的接头。激光功率、光丝间距、离焦量是影响焊缝成形的主要因素,激光功率3500～4000 W、光丝间距0 mm、离焦量+5 mm、焊接速度1.5 m/min时焊缝成形最佳。保护气流量为15 L/min时,接头的抗拉强度为325MPa,达到母材强度的77%,拉伸试样断裂在热影响区靠近熔合线的位置。     

汽车用铝合金激光填丝焊接工艺

采用激光焊接方法,通过添加5087焊丝实现高强铝合金7075的焊接。结果表明,铝合金激光焊接接头裂纹数量随着激光功率和焊接速度增加而增加,随着填丝速度增加而减小。最佳工艺参数为:激光功率2.5 k W,焊接速度2 m/s,填丝速度2 m/s。激光功率过小或填丝速度过大时,铝合金接头表面成形性差。激光功率越高,或焊接速度越慢,接头焊缝晶粒尺寸越大。     

6061铝合金光纤激光填丝焊工艺与性能研究

采用光纤激光填丝焊工艺对6061铝合金进行焊接,研究了激光功率、焊接速度和送丝速度对铝合金激光焊接接头质量和热输入对接头拉伸性能的影响。结果表明,6061铝合金激光填丝最佳焊接工艺为激光功率2 k W、焊接速度3 m/min、送丝速度1.5~3.0 m/min。激光焊接接头抗拉强度随热输入增加而降低,热输入由80 J/mm增加到146J/mm,抗拉强度由218 MPa降低到206 MPa。     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

异质铝合金激光填丝搭接叠焊接头的组织与性能

对1 mm厚的5052-H32铝合金轧制板与3 mm厚的6005A-T6铝合金挤压板进行激光填丝搭接叠焊。采用金相显微镜、SEM与EDS分析了焊缝接头组织,使用电子万能拉伸试验机与维氏显微硬度计对接头力学性能进行检测。结果表明:在激光功率为5. 8 kW～6. 2 kW,送焊丝速度3. 5 m/min～4. 0 m/min时,焊接接头表面成形良好,焊缝有效连接宽度在2. 66 mm～2. 90 mm;焊缝区组织主要由铸态的等轴枝晶构成,在6005A铝合金侧焊缝区出现过时效现象,在α-Al基体上出现大量的析出相Mg_2Si及Mg_2Al_3,并随着激光功率的增加而增多;焊接接头抗拉强度随着激光功率的增加而降低,在激光功率为5. 8 kW时,焊缝获得最大抗拉强度为205. 85 N/mm~2,5052铝合金母材强度为228 N/mm~2,焊缝强度系数为0. 90。在5052铝合金板侧焊缝处硬度值低于母材的,6005A铝合金板热影响区存在软化,软化区范围在2 mm～3 mm。但由于6005A铝合金板厚度大于5052铝合金板的,薄板受力更为集中,断裂位置发生在5052铝合金焊缝处。     

6005A铝合金激光-TIG复合热源填丝焊接技术

采用激光-TIG复合热源填丝焊接新方法焊接高速列车用6005A铝合金,对复合焊接工艺、接头微观组织、力学性能、断口形貌及焊接热裂纹进行了研究. 结果表明,激光功率为2 000～3 000 W、TIG电流为150～195 A、焊接速度为0.4～0.8 m/min时焊接过程比较稳定,熔合比合适,可以获得优良的焊缝成形. 焊缝区由焊缝边缘的柱状晶和焊缝中心的等轴晶组成. 熔合比γ控制在0.54～0.7范围内时,接头的平均抗拉强度约为193.39 MPa;接头抗拉强度随熔合比的增大而增大,并且γ=0.7时,抗拉强度最大,约为205 MPa,占母材强度的70%.     

新型铝合金薄板对接激光焊接头性能

以6156铝合金为主要研究对象,对比了其激光填丝焊与自熔焊各自特点,探讨了焊缝表面成形、焊缝熔宽的影响因素及接头的抗拉强度与疲劳强度变化规律.结果表明,功率在1 800 W左右,焊接速度在2～3.5 mm/min,送丝速度在2～3.5 mm/min范围能获得较好的焊缝表面成形;接头焊后不经热处理抗拉强度可达314.3 MPa,为母材强度的81.3%,且有良好的抗疲劳性能;铝合金激光焊具有焊接速度高、焊缝成形美观、焊接参数范围广的特点,是一种良好的焊接方式.     

镁合金激光、激光填丝及激光——电弧复合焊接接头对比分析

系统对比了镁合金单纯激光、激光填丝和激光-电弧复合焊接接头的微观组织及力学性能.试验结果表明,激光焊缝表面有明显的咬边及凹坑缺陷出现;激光填丝及复合焊缝成形良好、均匀规整.在激光功率和焊接速度相同的情况下,激光填丝焊接头的凝固组织最细小,半熔化区最窄;激光-电弧复合焊接头的凝固组织最粗大,半熔化区最宽.拉伸性能测试表明,激光填丝焊接头抗拉强度和伸长率最高,且抗拉强度优于母材;复合焊和单纯激光焊接头的抗拉强度为母材的95％左右.此外,所有接头均表现为韧-脆混合断裂模式.     

SUS321不锈钢和6061铝合金激光搭接焊接头的组织和力学性能

焊接参数对钢铝异种接头质量影响明显。主要研究不同的激光功率和焊接速度对SUS321不锈钢和6061铝合金焊缝成形的影响,分析异种接头的微观形貌特征及组成,并对接头的断口形貌和力学性能进行了试验研究。结果表明,不同焊接速度和激光功率对于焊缝成形有着重要影响:当激光功率为2 200~2 400 W,焊接速度为30~35 mm/s时可以获得质量较高的焊缝;在焊接过程中,接头界面形成了FeAl、Fe_2Al_3和Fe_3Al等金属间化合物,它们的存在影响了接头的力学性能;接头在拉伸试验中发生韧性断裂,且裂纹最先在金属间化合物中萌生,并沿着钢铝反应界面进行扩展,直至整个接头发生断裂。     

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.     

Effect of filler wire on the joint properties of AZ31 magnesium alloys using CO2 laser welding

Laser welding with filler wire of AZ31 magnesium alloys is investigated using a CO2 laser experimental system. The effect of three different filler wires on the joint properties is researched. The results show that the weld appearance can be effectively improved when using laser welding with filler wire. The microhardness and tensile strength of joints are almost the same us those of the base metal when ER AZ31 or ER AZ61 wire is adopted. However, when the filler wire of ER 5356 aluminum alloy is used, the mechanical properties of flints become worse. For ER AZ31 and ER AZ61 filler wires, the microstructure of weld zone slws small dendrite grains. In comparison, for ER 5356 filler wire, the weld shows a structure of snowy dendrites and many intermetallic compounds and eutectic phases distribute in the dendrites. These intermetallic constituents with low melting point increase the tendency of hot crack and result in fiagile joint properties. Therefore, ER AZ31 and ER AZ61 wire are more suitable filler material than ER 5356 for CO2 laser welding of AZ31 magnesium alloys.     

AZ31镁合金CO2激光填丝焊工艺

采用CO2激光焊接试验系统,对AZ31镁合金的激光填丝焊工艺进行了研究.试验中采用AZ31焊丝作为填充金属,对各种焊接工艺参数的影响进行了较系统地研究,并获得了较好的工艺参数选择范围.焊后对典型的焊接接头的性能进行了研究,结果表明,在适当的填丝速率下,填丝焊工艺形成的焊缝成形更加美观,克服了不填丝焊接情况下焊缝的严重下塌问题.微观组织分析表明,焊接接头区域主要由细小的枝状晶组成,晶粒明显细化.焊接接头的显微硬度和抗拉强度都接近母材,说明获得的焊缝具有较好的力学性能.表明了CO2激光填丝焊工艺是实现AZ31镁合金焊接的有效方法.     

铝合金液态填充焊的工艺特性分析

采用高速摄像和工艺试验相结合的方法分析了液态填充焊的影响因素,进行了焊接接头质量分析.结果表明,激光液态填充焊有两种填充模式:焊丝半熔态、焊丝全熔态.焊接电流较小时,焊丝为半熔态,液态填材顺焊丝流向熔池;焊接电流较大时,焊丝为全熔态,依靠间隙的毛细作用,能稳定的流入熔池中.随着焊接速度的提高匙孔距熔池边缘的距离变小.为了使液态填材稳定的过渡到熔池中,光丝间距应控制在-0.5~2.0 mm范围内.经过接头质量分析发现:与激光填丝焊相比,液态填充焊接焊缝中的气孔率明显降低.     

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%.     

不同焊丝对A7N01铝合金焊接接头力学性能的影响

采用ER5356、ER5183和ER5087焊丝对A7N01S-T5铝合金进行MIG焊接,分析接头力学性能。试验结果表明,三种焊丝的接头焊接残余应力大小基本相当;采用ER5183焊丝焊接的接头抗拉强度和断后伸长率最高,且弯曲性能良好,原因是接头内气孔量较少;采用ER5356焊丝焊接的接头焊缝和热影响区的冲击功最高,ER5087焊丝接头焊缝和热影响区冲击功则低得多。综合来看,ER5183焊丝与A7N01S-T5铝合金的匹配性更好。     

130mm铝合金扫描激光填丝焊接头微区组织和性能

针对船用130 mm 5A06铝合金厚壁结构件的扫描激光填丝焊接头,对其焊缝（weld metal,WM）、热影响区（heat affected zone,HAZ）及母材（base metal,BM）的显微组织进行研究,并通过维氏硬度和微型剪切试验研究了接头各区力学性能差异.结果表明,5A06铝合金单激光焊缝以等轴晶为主,填丝焊焊缝以柱状晶为主,HAZ和BM晶粒比WM粗,母材及热影响区为轧制的纤维状组织;由于焊接热循环作用,接头热影响区硬度略高于母材,抗剪强度二者差别不大,单激光焊缝硬度和抗剪强度略高于填丝层.总体而言,焊缝区强度低塑性好,母材及热影响区强度高塑性低.     

焊丝成分对6082-T6铝合金焊接接头组织和性能的影响

采用ER5356和ER5087焊丝对12 mm厚6082-T6铝合金进行熔化极惰性气体保护焊(MIG)后,通过显微硬度测试、拉伸力学性能测试、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)等研究焊丝成分对焊接接头力学性能与显微组织的影响。结果表明:采用ER5087焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头焊缝区晶粒更细小;抗拉强度、屈服强度、断后伸长率以及焊接系数均高于ER5356焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的;两种焊丝焊接的6082-T6铝合金焊接接头的硬度最低区域与拉伸断裂位置均在距离焊缝中心10~15 mm处的热影响区,该区域β″强化相聚集长大、粗化,导致析出相强化作用减弱,成为焊接接头性能最薄弱区域。     

焊丝熔化方式对激光焊接过程的影响

研究了两种焊丝熔化方法(电弧预熔丝激光焊、激光填丝焊)激光焊接过程对匙孔稳定性以及焊缝成形的影响,进一步研究了焊丝熔化方法对焊接接头质量的影响,并对比分析了两种焊丝熔化方式对焊接速度的适应性. 结果表明,电弧预熔丝激光焊过程中,熔池表面匙孔开口尺寸变化不大,匙孔较为稳定;激光填丝焊方法由于熔化的液态金属距离匙孔边缘很近,焊接过程中熔池表面匙孔开口尺寸变化较大,而且容易出现熔池表面匙孔的闭合. 与激光填丝焊相比,电弧预熔丝激光焊熔化的焊丝端部可以沿熔池边缘流入,与匙孔边缘的距离较远,匙孔稳定性较好,焊缝气孔数量较少. 当焊接速度为8 m/min时,电弧预熔丝激光焊的焊缝成形良好;而激光填丝焊焊缝背面成形不连续,并且出现了未焊透的缺陷.     

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.