激光-TIG复合热源焊接参数对镁/钢异种材料焊接接头的影响

采用激光-TIG复合热源的焊接方法对镁和钢异种材料进行焊接,探讨了焊接工艺参数包括激光功率、激光离焦量、焊接速度以及TIG焊接电流对焊缝抗拉强度的影响.结果表明,在焊接过程中,随着激光功率的增大、焊接速度的减小,焊缝抗拉强度随之增大;随着激光离焦量的增加,焊缝抗拉强度呈现先增大后减小的特点;而TIG电流的变化对焊缝抗拉强度影响不大.试验证明,在合适的工艺参数下,能够得到成形良好、力学性能优良的镁/钢异种材料的焊接接头,并且在焊接过程中,激光对镁和钢的连接起主要作用.     

0Cr17Ni4Cu4Nb钢中厚板光纤激光焊接工艺特性

采用光纤激光对5.5 mm厚0Cr17Ni4Cu4Nb沉淀硬化不锈钢板进行激光焊接试验研究,研究了工艺参数对激光焊接接头表面成形、组织及力学性能的影响规律。结果表明:开I型坡口,采用单层激光自熔焊即可获得焊缝表面成形良好的接头。激光功率、焊接速度、离焦量是影响焊缝成形的主要因素,激光功率3500 W、焊接速度1.3 m/min、离焦量-2 mm的工艺参数下焊缝成形最佳。采用收弧末端功率衰减、速度保持的方式,可以有效改善弧坑处焊缝成形。焊缝组织主要为柱状晶内呈束状分布的板条马氏体,热影响区组织为尺寸不均匀的淬火马氏体,对接焊接头的抗拉强度为1187 MPa,达到母材的90.6%。     

铝合金万瓦级激光-MIG 电弧复合焊缝成形

针对5A06铝合金进行了万瓦级激光-MIG电弧复合焊接工艺试验,分析了激光功率、离焦量、焊接速度、光丝间距对焊缝成形的影响。结果表明,万瓦级激光-电弧复合焊的焊接窗口窄、焊接过程不稳定,焊缝易出现驼峰、凹陷、咬边等缺陷。激光功率、离焦量和焊接速度对焊缝熔深影响较大,激光功率由10 kW增加至30 kW,焊缝熔深增加18 mm,达到29 mm。光丝间距对焊缝熔深熔宽影响较小。通过调节工艺参数,可明显改善铝合金万瓦级激光-MIG电弧复合焊的焊缝成形,适当的工艺参数下,可在达到最大熔深的同时获得具有稳定表面成形的焊缝。     

5052铝合金光纤激光焊工艺

采用1 000 W单模光纤激光器对1 mm厚的5052铝合金进行焊接,对激光功率、焊接速度、离焦量三因素进行正交试验,得到最佳工艺参数为功率900 W,焊接速度100 mm/s,离焦量2 mm。对焊接接头进行拉升试验,结果表明,最佳工艺参数条件下焊接强度达到282 MPa,达到母材强度的72%。进一步对焊缝截面进行分析,焊缝完全熔透、内部无气孔且无材料缺失的情况下,焊接接头强度最高。     

5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊的特性

进行5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊接试验,分析了堆焊条件下激光功率、离焦量、光钨间距、焊接速度、焊接电流、送丝速度等工艺参数对焊缝成型的影响规律。试验表明,激光-TIG复合填丝焊工艺适应性好,能在较宽的工艺范围内实现铝合金的良好连接;激光功率、离焦量、焊接速度及送丝速度对熔深的影响较大,而焊接电流在80~180 A,光钨间距在4~8 mm范围内时对焊缝熔深影响不明显;实现了6 mm厚对接接头激光-TIG电弧复合填丝工艺的焊接,获得了成型连续稳定、无气孔和裂纹等缺陷的优质焊缝。     

镍-不锈钢复合板激光深熔焊工艺研究

采用30 kW超高功率光纤激光器对总厚度20 mm的镍-不锈钢复合板开展激光深熔焊试验,分析了激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝表面成形的影响。结果表明,在离焦量-8 mm,焊接速度2.1 m/min保持不变的情况下,随着激光功率的增加,焊缝均得以实现单面焊背面成形,但存在表面下塌、飞溅和咬边缺陷;当激光功率为26 kW时,在焊接过程稳定阶段（除起弧和收弧位置）获得了背面成形均匀、连续、根部熔透良好的焊缝;当激光功率为25 kW、离焦量为-8 mm时,焊接速度范围在1.8～2.4 m/min时,焊缝表面出现塌陷及底部驼峰缺陷;当焊接速度为2.4 m/min时,焊缝部分位置未焊透,且焊缝稳定性差;随着离焦量从-3 mm到-10 mm变化,焊缝均被熔透,但存在飞溅、咬边和表面下塌缺陷。本研究为后续进一步优化激光深熔焊工艺提供了试验依据。     

1420铝锂合金激光焊接工艺研究

对2.5 mm厚1420铝锂合金板材进行了YAG激光焊接,重点研究了YAG激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响和接头的拉伸、疲劳性能及其影响因素.研究结果表明,焊接工艺参数中离焦量对焊缝成形的影响为抛物线趋势,存在最佳离焦量值;焊接速度对它的影响为直线下降趋势;激光功率对它的影响为直线上升趋势.热处理的影响较大,热处理后接头的抗拉强度有很大提高.     

万瓦级光纤激光焊接工艺研究

为研究万瓦级光纤激光自熔焊接焊缝成形规律,进而实现30 kW激光功率条件下焊缝的良好成形,试验以30 mm和40 mm厚Q235低碳钢为研究对象,在平板堆焊基础上,分析不同激光功率、离焦量、焊接速度和侧吹压力条件下的焊缝成形特征,并利用自制小型侧吹装置进行了工艺参数优化和焊缝成形控制.结果表明,万瓦级激光焊接时,特别是当激光功率达到30 kW时,单一通过离焦量或焊接速度的改变难以获得良好的焊缝成形,焊缝均匀性差、焊接飞溅大;通过在试板上方施加横向侧吹并在侧吹压力为0.3～0.4 MPa时,可有效改善焊缝成形,减少焊接飞溅,同时焊缝熔深可提高20％以上;通过工艺参数的进一步优化,最终在横向侧吹压力为0.4 MPa、焊接速度为0.6 m/min时实现了30 kW激光焊接时焊缝表面成形的良好控制.     

基于PLC控制的NZ30合金的焊接工艺与成形性能研究

从常规焊接工艺中常见的焊接裂纹形态出发,通过PLC控制激光焊接工艺参数,研究了激光功率、焊接速度、激光离焦量和侧吹气体流量对焊缝成形参数的影响,并分析了其作用原理。结果表明,NZ30合金中常见的焊接裂纹主要沿着晶界扩展,并呈现出结晶裂纹形态。PLC控制下NZ30合金的适宜焊接激光功率为7~8 k W,焊接速度为3~4 m/min,激光离焦量为0 mm,侧吹气体流量为30 L/min。     

基于试验设计与统计分析的双相钢激光焊工艺优化

为了优化激光焊接接头力学性能,利用试验设计方法对厚度为1.7 mm的DP600双相钢进行对接焊接试验,采用回归分析得到了激光焊接功率、焊接速度、离焦量、侧吹保护气体流量与接头抗拉强度之间的数学模型. 分析了焊接速度与侧吹气流量对焊缝抗拉强度的交互影响作用. 通过遗传算法优化该模型并得到了最优的焊接工艺参数组合,当焊接功率为1.7 kW,焊接速度为25 mm/s,侧吹气流量为2.4 m3/h,离焦量为-1 mm时焊缝的抗拉强度最大. 验证试验所测的焊缝抗拉强度值与模型预测值的相对误差在5%以内. 结果表明,文中研究可以有效的预测与优化厚度为1.7 mm的双相钢激光焊接质量.     

钛合金薄板激光反射叠加深熔焊成形工艺优化

针对现有薄板激光深熔焊方法的不足,提出了一种新的薄板激光深熔焊方法—激光反射叠加焊。基于正交优化和单因素优化试验,以焊缝形貌特征为评价指标,对钛合金薄板激光反射叠加焊接成形工艺参数进行了优化。结果表明,扫描速度是其主要影响因素,离焦量次之,而激光功率的影响则很小;随着扫描速度的减小,焊缝宏观形貌由倒V形依次转变为近X形、H形和Y形。在文中试验条件下,优化后的激光焊接成形工艺参数为功率500W、扫描速度30mm/s、离焦量-0.5mm,在此工艺参数下获得了背宽比几乎等于1且焊缝宽度一致性好的H形焊缝,而且施焊背面几乎不存在焊缝凹陷缺陷。     

调角器总成激光穿透焊工艺研究

激光焊工艺能量密度高、精度高、热影响区和焊接变形小,适用于汽车精密零部件的焊接。针对座椅调角器与3 mm厚连接板的连接,采用激光穿透焊替代电弧焊,结构上无需预留工艺开口,产品设计更加柔性化;调整激光焊接的工艺参数,分析各工艺参数对焊接质量的影响,当激光功率为2200 W、焊接速度为20 mm/s、负离焦量为5 mm时,可获得较好的焊缝外观质量,在满足多条焊缝紧密布置的同时,其焊接熔深达到3.9 mm以上。     

GH3128合金激光焊接头组织与性能

采用激光焊方法对3 mm厚GH3128合金进行对接焊,研究焊接工艺参数对焊缝成形的影响,同时与非熔化极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding,TIG焊)进行显微组织及力学性能的对比分析. 结果表明,在激光功率4 kW、焊接速度1.5 m/min和离焦量 + 3 mm的焊接工艺参数下可以获得成形良好的焊缝. 激光焊与TIG焊焊缝区组织均由奥氏体γ' + 脆性碳化物组成. 与TIG焊相比,激光焊焊缝区的组织晶粒细小,且分布于枝晶间和晶界处的碳化物尺寸较小,激光焊接头室温抗拉强度低12%,高温抗拉强度相近,室温轴向低周疲劳应力循环次数高4.5倍. 与TIG焊相比,激光焊接头室温抗拉强度低和低周疲劳性能高,主要是受焊接过程元素烧损和碳化物尺寸的影响.     

焊接工艺参数对锆合金薄板YAG激光焊接气孔形成的影响及控制机理分析

以Zr-4和N18为研究对象,采用YAG激光焊接设备,通过抛切焊缝断面统计气孔数量,并观察焊缝中气孔位置和形貌,研究了非熔透性焊接过程中激光脉冲电流、脉冲宽度、离焦量等工艺参数以及脉冲激光调制对锆合金密集焊缝激光焊接气孔形成规律的影响。结果表明:在锆合金YAG激光非溶透性焊接过程中,气孔的形成主要源于焊接过程中匙孔的不稳定塌陷所形成的工艺型气孔,在熔池中气泡逸出熔池的速率低于熔池金属凝固速率的情况下会产生气孔。在满足焊缝熔深1.0 mm的情况下,随着激光脉冲电流、脉冲宽度的增加,气孔出现的几率逐步增加;随着离焦量的增加,气孔出现的几率逐渐减小;相比未分段编程模式,采用分段编程、电流缓降、降低焊接速度的方式,使焊缝气孔率明显降低,气孔尺寸有效控制在0.5 mm以下。     

基于田口法的镁合金激光焊接工艺参数研究

利用Nd:YAG脉冲激光焊接机对镁合金进行对缝焊接工艺试验.以缝焊的最大抗拉强度作为评价焊接质量的品质特性,对影响焊接质量的六项关键工艺参数(保护气体、激光功率、工件移动速度、离焦量、脉冲频率和脉冲波形)利用田口法进行优化设计.依据田口法设计了18种工艺参数组合,每组工艺参数进行3次焊接试验.试验结果表明,激光功率和脉冲波形影响最为显著.通过优化工艺参数可使AZ31B镁合金焊缝获得169 N/mm2的最大抗拉强度.     

超高强度钢激光焊接工艺与接头力学性能

采用Yb:YAG激光焊接系统对热成形超高强度钢搭接和对接两种接头形式下的焊接工艺和接头力学性能进行了研究,并采用激光共焦显微镜观察接头各部分的微观组织.试验结果表明,在激光功率和离焦量保持不变的条件下,焊接速度对两种接头形式下的接头力学性能影响显著.搭接接头抗剪力随焊接速度的增加而减小,且试样均断裂于焊缝搭接面处;对接...     

Nd:YAG laser micro-welding of ultra-thin FeCo–V magnetic alloy: optimization of weld strength

The main aim of this research is to optimize the tensile strength of laser welded FeCo–V alloy. A mathematical relationship was developed to predict tensile strength of the laser beam welded FeCo–V foils by incorporating process parameters such as lamping current, welding speed, pulse duration and focused position. The procedure was established to improve the weld strength and increase the productivity. The results indicate that the pulse duration and welding speed have the greatest influence on tensile strength. The obtained results showed that the tensile strength of the weld joints increase as a function of increasing pulse duration reaching to a maximum at a pulse duration value of 2.25 ms. Moreover, the tensile strength of joints increases with decrease in welding speed reaching to a maximum at a welding speed of 125 mm/min. It has been shown that increase in pulse duration and decrease in welding speed result in increased effective peak power density and hence formation of more resistant welds. At higher pulse durations and lower welding speeds, the tensile strength of weld joints decreases because of formation of solidification microcracks in the fusion zone.     

TRIP800高强度钢激光焊工艺

针对TRIP800高强度钢进行激光焊接工艺研究。实验结果表明:1.8 mm厚的TRIP800高强度钢在纯度大于99.9%的氩气保护下,采用光纤激光器焊接,在焊接速度7 mm/s、激光功率570 W、离焦量0 mm的工艺参数条件下可以获得优质的焊缝;焊接接头的抗拉强度660 MPa,断裂方式为塑性断裂。最佳工艺参数条件下的焊缝硬度呈现"M"形分布,接头的最高硬度出现在热影响区,焊缝区硬度较高,母材硬度最低。