焊接参数对不等厚钛合金角接结构激光诱导电弧焊接成形的影响

采用低功率激光诱导TIG电弧焊接技术,对15 mm和6 mm厚TC4钛合金板的角接结构焊接工艺进行研究。分析了焊接参数对不等厚板角接结构焊缝成形、焊接接头典型组织特征和显微硬度分布的影响机理。试验结果表明:在激光功率485 W、TIG电弧电流240 A、预留间隙0.3 mm时可获得最佳成形焊接接头;激光与电弧的匹配增大了焊接参数选择范围,可增强面对特殊结构的焊接适应性。钛合金不等厚板角接结构焊后接头呈非对称状,两侧组织存在差异,薄板侧晶粒长大明显,出现柱状晶区,TC4双相钛合金焊后组织中出现的网篮组织能提升焊缝强度。     

钛合金T形结构激光-电弧复合焊接成形工艺

采用低功率激光诱导电弧复合热源对TC4钛合金进行T形结构件穿透焊接工艺试验。分析激光与电弧复合热源间距(D_(la))、冷填丝条件、热输入对T形件焊缝成形的影响规律,测试分析T形结构穿透焊接接头横截面形貌、微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明,激光-电弧复合焊接方法可以实现钛合金T形结构正面及背面焊缝成形的精确控制。当D_(la)=2时使激光与电弧获得最佳的耦合效果,增强了复合热源的穿透能力,改善了焊缝背面成形;冷填丝的加入能够有效改善焊缝正面的咬边及烧穿问题;激光与电弧热输入的协调是实现焊缝正面熔宽控制的主要因素之一。     

激光/等离子电弧复合热源能量参数对钛合金焊缝成形的影响

在对钛合金激光/等离子电弧复合焊与单一激光焊的焊缝成形进行比较的基础上,研究了激光在复合等离子电弧后主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,随激光功率增大和焊接速度降低,复合焊与单一激光焊焊缝的横截面形貌均由钉形向近X形转变.与单一激光焊相比,复合焊焊缝的余高和咬边较大.激光/等离子电弧"协同效应"随激光功率和焊接速度变化而不同,从而影响复合焊焊缝的熔宽和熔宽比.随焊接电流从零增大到60 A,焊缝熔宽略有增大,而焊缝熔宽比基本保持不变.     

能源节约型激光诱导电弧复合焊技术及应用

围绕低能耗绿色焊接制造技术及理论开展研究,阐述低功率激光与电弧之间的相互作用机理,提出低功率脉冲激光诱导电弧复合高效焊的设计思想,建立了能源节约型的复合焊制造技术体系. 结果表明,采用低功率脉冲激光对电弧进行诱导使电弧能量密度显著提高,实现了激光与电弧两种热源之间的良好调控. 采用低功率激光诱导电弧复合焊技术成功实现了镁合金、钛合金及钢铁等多种金属材料的优质高效焊接. 该技术的发展为实现低能耗绿色焊接制造起到了积极的推动作用.     

激光-电弧复合焊技术在长输管道焊接中的研究进展

重点介绍了国内外管道激光焊接技术的发展,对不同类型激光器的激光-电弧复合焊技术在油气长输管道焊接上的研究进展和应用进行了详细回顾。结果表明,CO2激光器和闪光灯触发的Nd:YAG激光器由于传输方式和效能的不利因素,不适于油气管线长途作业,而高能Yb光纤激光技术推进了激光-电弧复合焊接技术在管道焊接现场应用的步伐;同时,对目前该技术在应用中存在的问题进行了总结分析;最后对激光-电弧复合焊技术在管道焊接上的应用前景进行了展望。激光-电弧复合焊技术已在试验室条件下成功焊接了管径1 219 mm、钝边高度8 mm的X80钢管,焊缝外观和焊缝力学性能均能满足长输管道焊缝合格标准要求,但后续为适用长输管道现场焊接,还需进行焊接工艺现场适应性试验。 创新点： 针对激光-电弧复合焊技术应用于管道焊接存在的共性问题进行分析总结,提出激光-电弧复合焊在现场应用的具体解决措施,为后续激光-电弧复合焊最终在现场应用提供可行的解决方案。     

Q345钢激光电弧复合焊横焊工艺研究

采用激光-电弧复合焊技术进行储罐用钢板横向焊工艺焊接Q345钢,分析了影响焊缝成形的各种因素,并测试了焊缝的力学性能。结果表明,激光输入功率主要影响熔深及背面成形,光丝间距影响复合效果。焊缝硬度高于母材,韧性低于母材。调整激光输入功率与电弧功率,可以改变激光电弧复合焊对工况的适应性。试验结果表明,对于横向焊,当错边量达到2 mm,间隙达到1.3 mm时仍能获得合格的焊缝。     

不同焊接方法对E690海工钢气孔规律的影响

E690海工钢采用激光锻造电弧复合焊进行焊接修复。通过显微硬度、残余应力检测评价电弧焊、单光束激光锻造电弧复合焊和双光束激光锻造电弧复合焊3种焊接方法的力学性能和焊缝形貌。采用电弧焊,焊缝产生较多气孔和未熔合;单光束激光锻造电弧复合焊试验表明,经过热力耦合作用,焊接电流、电弧电压分别为108 A和40 V,可以焊接坡口宽度4 mm、坡口深度5 mm的焊缝,进一步增加了焊缝的熔深和熔宽,并且减少了气孔的大小和数量;使用双光束激光锻造电弧复合焊可以在焊接电流、电弧电压平均值分别为70.25 A和33.58 V的情况下有效抑制气孔和裂纹的产生。同时研究了激光波长对焊缝成形的影响,当两束激光波长均为532 nm,激光能量500 mJ,频率为10 Hz,焊道表面及截面形貌的力学性能最佳。     

薄板TC4钛合金TIG电弧和激光焊接接头晶粒尺寸与微观组织

对薄板TC4钛合金进行TIG电弧和激光焊接技术研究,重点分析了TIG焊接电流、焊接速度和激光输出功率对TC4钛合金焊接接头晶粒尺寸、微观组织和显微硬度的影响规律. 试验结果表明,在实现薄板TC4钛合金完全熔透的条件下,激光焊接具有更小热输入,接头焊缝区和热影响区宽度也显著降低. TIG焊接接头晶粒尺寸随热输入增加,呈现增加趋势. 随距焊缝中心位置增加,焊接接头晶粒尺寸均逐渐降低. TC4钛合金激光焊接接头焊缝区呈现魏氏组织特征,针状α'马氏体细小. 近缝热影响区组织为网篮状α'马氏体,而近母材热影响区为未转变α相和针状α'马氏体的双相组织. 随距焊缝中心位置增加,马氏体生成量逐渐减少,焊缝显微硬度值呈现降低趋势;同时相比于TIG焊接,TC4激光焊接接头具有更高的显微硬度.     

激光-电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用

激光-电弧复合焊技术作为当前一种高效、优质焊接新技术的典型代表具有高速、高效、高稳定性、低变形、易于实现单面焊双面成形等技术优势,拥有广阔的工程应用前景。重点从其热场耦合特征、电弧物理特性、熔池特性等方面的研究结果,探讨并总结激光-电弧复合焊接技术在焊接过程具有形性控制独特优势的本质,为该焊接新技术的工程应用推广提供基础理论支持,并结合国内的工业基础情况及技术需求,重点介绍了激光-电弧复合焊接技术在工程机械、煤炭机械、轨道交通等几个高端装备制造领域的应用情况,分析了激光-电弧复合焊接技术在综合投资、焊接成效、节能环保等方面的综合优势。     

X80管线钢激光-电弧复合焊接工艺

激光-电弧复合焊接结合了激光焊和电弧焊两种焊接工艺,影响焊接过程稳定性和焊接接头质量的因素较多。针对X80管线钢,系统开展了光纤激光-MIG电弧复合焊工艺研究。在对比光纤激光焊、MIG焊和激光-MIG复合焊的基础上,分别考察焊接电流、激光功率、焊接速度、光丝间距、离焦量等参数对焊缝成形的影响,并优化了激光-MIG复合焊的焊接工艺参数。     

铝合金激光焊接技术研究进展

综述铝合金激光焊接技术特点及研究现状,开展3 mm厚LF6铝合金激光-MIG电弧复合焊接工艺研究。文献综述表明,铝合金激光自熔焊接表面成形不好,且易于产生气孔缺陷,激光填丝焊、激光-电弧复合焊以及双光束激光焊等能够有效地解决上述铝合金激光焊接问题。试验研究表明,激光-MIG电弧复合焊接LF6铝合金可获得良好的焊缝成形,内部质量达到QJ1666A-2011Ⅰ级焊缝质量要求,接头强度达到母材的90%以上,具备较为优异的力学性能。     

微焦点棒阳极射线检测技术在转向架激光电弧复合焊焊缝检测中的应用

激光电弧复合焊工艺具有熔透性好、焊接热输入小、变形易控制等优点,其在轨道客车转向架中厚板焊接中的应用解决了传统MAG焊接存在的一些不足.结合轨道客车转向架横梁钢管产品的结构特点,分析转向架横梁钢管激光电弧复合焊焊缝射线检测工艺难点,采用微焦点棒阳极技术对转向架横梁钢管激光电弧复合焊环焊缝进行周向曝光检测并在试验中得到了验证.结果表明,该技术可以准确地检测出焊缝内部各种缺陷,并找出影响激光电弧复合焊焊接质量的主要因素是离焦量,研究了微焦点棒阳极射线检测自动化检测技术在转向架横梁钢管中厚板焊缝检测方面的应用,实现了该焊缝的全覆盖,保证了焊缝质量.     

YAG激光与脉冲MIG复合焊接

研究了YAG(掺钕钇铝石榴石 ,Nd 3:Y3Al5O1 2 )激光与脉冲MIG电弧复合焊接铝合金的新工艺 ,设计制造了复合焊接机头 ,探讨了各种规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 -脉冲MIG复合焊接铝合金焊缝成形美观 ,无气孔等缺陷 ,熔深与激光单独焊比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺。     

激光-电弧复合热源焊接钛合金薄板T形结构件

采用低功率激光-电弧复合热源工艺进行钛合金薄板T形结构件的焊接,焊后采用光学显微镜、X射线衍射仪等设备对接头进行分析.结果表明,激光-电弧复合热源焊接过程中激光可以诱导增强电弧、提高电弧穿透能力,采用激光-电弧复合热源易于进行T形结构件的连接;焊缝形成均匀细密鱼鳞纹,接头背面熔透均匀、过渡平缓,焊缝宽度小;焊缝主要由α＇相和β相组成,焊接时脉冲激光和TIG脉冲电流对熔池的搅拌作用及金属蒸气和等离子体喷射对熔池的搅拌作用使得细小α＇针疏松散乱;Al元素和Mn元素含量稳定,没有发生成分偏析.     

焊接参数对铝合金激光——MIG电弧复合焊缝熔深的影响

以5A06(LF6)铝合金为研究对象,研究了铝合金激光-MIG电弧复合焊(HYBRID焊)时焊接参数的变化对焊缝熔深的影响规律,并将焊接参数的变化对激光-MIG电弧复合焊、MIG电弧焊、激光焊的焊缝熔深的影响进行了综合比较分析.结果表明,若以等效于激光焊熔深的MIG电弧功率为分界线,可以把MIG电弧的功率分成高、低能量两个区,当激光与低能量电弧区的电弧复合时,激光对焊缝的熔深起主导作用,HYBRID焊的熔深大于该区的MIG电弧焊;当激光与高能量电弧区的电弧复合时,电弧对焊缝的熔深起主导作用,HYBRID焊缝主要体现为MIG焊缝的特点,加入激光的优势主要体现在增加焊接速度方面,即高速焊时也可获得良好的焊缝成形.     

AZ31B/TC4填镍夹层激光-电弧对接熔化焊特性

为探求高界面反应温度下AZ31B/TC4异种合金的焊接冶金行为,开展了对1.5 mm厚AZ31B镁合金和1.0 mm厚TC4钛合金板材的对接焊研究。试验采用激光-TIG电弧双面焊焊接工艺,通过控制TIG焊电弧的偏移距离,调控激光与电弧复合热源的能量分布,获得更满意的焊缝成形;通过填镍夹层,改善界面润湿和结合能力。采用扫描电镜、金相显微镜、万能拉伸试验机分析了接头宏微观组织形貌和拉伸性能。研究结果表明:采用激光-TIG电弧双面焊接工艺,能够获得连续、美观、稳定的焊接接头成形,焊接接头的抗拉强度为153.7 MPa;焊接接头横截面呈"楔形"结合形貌,Mg/Ti界面实现熔化焊,钛合金镶嵌在镁合金中间,得到了冶金连接接头;镁/钛界面结合良好,没有裂纹、气孔等缺陷,镁合金铺展在熔化的"楔形"钛合金表面,增大了镁/钛界面的连接面积,进而提高了镁/钛界面的承载能力。     

Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝形貌的影响

以304不锈钢为对象,借助横焊焊缝横断面图像来分析Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝横断面的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝横断面形貌的影响.结果表明,在Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊中,焊接工艺参数对横焊焊缝横断面形貌的影响显著;Nd:YAG激光加入CMT电弧焊中明显提高了复合焊缝以及复合焊中CMT焊缝的熔深;采取适当的焊接工艺参数(小的光丝间距、大的激光功率、小的焊接速度、适合的离焦量以及小的或大的CMT功率)可以避免熔池机械式叠加和焊缝横断面错位现象,使得焊缝成形良好.     

AH36激光电弧复合焊工艺试验与数值仿真研究

采用激光电弧复合焊获得了不同焊接工艺参数下的10 mm AH36钢对接焊焊接接头,分析了不同工艺参数下的焊缝成形特点、金相组织及力学性能,基于有限元软件获得了典型的激光复合焊温度场分布,并针对6 m×6 m×6 mm的大幅面板焊接变形情况进行模拟.研究发现,激光功率可以显著改变焊接熔深,并对焊缝形貌也有一定的影响;焊接电流对熔深的影响小于激光功率对熔深的影响,焊接电流对焊缝熔宽及形貌影响较大;激光复合焊焊缝区主要为针状铁素体和粒状贝氏体组织,粗晶区组织主要为粒状贝氏体、铁素体和马氏体组织;激光功率的变化对电弧区硬度影响不大,但对激光区有一定影响,焊缝硬度随激光功率的增大而增加,焊接电流的增大总体上使得焊缝区和热影响区硬度降低;约束位置对焊接变形有重要影响,约束位置距离焊缝中心越近,焊后变形量越小.     

Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝成形的影响

以304不锈钢为对象,借助焊缝成形参数来评价YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,在CMT电弧焊接中加入激光可以改善横焊焊缝成形;在激光能量和焊接电流一定时,光丝间距存在一个最佳匹配,使得Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊焊缝成形良好;与其它复合热源焊接相对比激光功率对熔深影响较大,对横焊焊缝成形的影响程度与焊接电流有关;焊接速度对横焊焊缝成形影响显著;离焦量对横焊焊缝成形影响较小;电弧功率对横焊焊缝的偏离度影响显著.     

钛合金的激光-电弧复合焊接

针对钛合金激光焊接中的问题,将激光一电弧复合焊接工艺引入钛合金的焊接.分析了激光-电弧复合焊接的复合形式、特点及研究现状,最后详细讨论了国内外钛合金激光-电弧复合焊接的研究现状.