激光焊接环焊缝收弧质量控制研究

收弧坑是激光焊接固有的缺陷,为了减小收弧坑对薄壁环焊缝接头成形及力学性能的影响,对2 mm厚30CrMnSi高强钢筒体进行了激光焊对接试验,研究激光焊接收弧坑形成的原因,分析工艺参数对收弧坑成形的影响,对收弧段焊缝的接头进行了微观组织和力学性能测试。试验结果表明,收弧时间和焊接速度对收弧坑深度影响较大,当收弧时间为2 s,焊接速度从1.2 m/min匀速增加至2.4 m/min可以获得较好的收弧段焊缝成形,收弧坑深度为0.08 mm,拉伸试验表明收弧坑对焊接接头抗拉强度无明显影响,焊缝质量和力学性能满足QJ 20659-2016中一级焊缝要求。     

薄片状TiNi合金激光焊试验研究

采用脉冲激光对薄片状TiNi合金进行对接焊．研究了激光焊接工艺参数对焊缝表面成形及焊缝组织的影响。结果表明,0．2mm厚TiNi合金薄片脉冲激光对接焊时易出现烧穿;激光峰值功率、脉冲宽度以及脉冲频率对焊缝成形有较大的影响。焊缝熔深和熔宽随着这三个参数的增大而增加。当激光峰值功率为1．0kW、脉冲频率和脉冲宽度分别在5-9Hz和1．5～2.3ms之间取值时,焊缝成形良好。焊缝组织由中心部位的等轴晶和边缘细小的柱状晶组成。     

GH145激光微焊接工艺及焊缝成形

采用微型脉冲激光实现了0.3mm厚GH145镍基高温合金的对接焊,主要研究脉冲频率、脉冲宽度、脉冲功率、脉冲能量等工艺参数对焊缝成形的影响规律,并分析工艺参数对焊接接头表面及横截面形貌的影响,以接头的力学性能为目标对工艺参数进行了优化。结果表明:当脉冲功率百分比为17%、脉冲宽度4 ms、脉冲频率2 Hz时,GH145激光焊接接头的焊缝成形最好并获得最大抗拉强度,为926 MPa。     

超薄不锈钢激光精密缝焊工艺

以304超薄不锈钢片作为试验材料,使用YAG激光嚣进行精密缝焊试验,详细研究了脉冲能量、脉冲宽度、脉冲频率及离焦量的变化对焊缝成形的影响.此外,对激光脉冲宽度及脉冲频率对焊缝宽度的影响作了深入研究.试验结果表明:焊接电流为78 A,频率为10Hz,脉冲宽度1 ms,正离焦量2mm时,可对0.15mm超薄304不镑钢实现精密缝焊,得到光滑美观的焊缝;随着电流及脉宽的增加,焊缝宽度增大,并出现飞溅,最后试样被氧化烧穿;随着脉冲频率升高,焊点重叠率增加,焊缝宽度增大,并且越来越光滑,但试样的下表面逐渐出现氧化;对于薄板材料的焊接,正离焦比负离焦易得到光滑美观的焊缝.     

TiNi合金/不锈钢异种材料微激光焊缝组织性能

采用纯Ni丝作为填充材料,以低功率脉冲激光作为热源实现了厚0.2 mm的超薄片状TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料的良好连接,通过正交试验以获得最大接头抗拉强度为目标对工艺参数进行了优化,研究脉冲功率百分比、脉冲宽度等工艺参数对焊缝成形的影响,并对接头做了拉伸试验。结果表明:当脉冲功率百分比为15%、脉冲宽度4 ms、脉冲频率6 Hz时,接头能够获得570 MPa的最大抗拉强度,达到TiNi形状记忆合金母材强度的70%,不锈钢母材的90%;脉冲功率百分比主要影响焊缝熔深,脉冲宽度主要影响焊缝熔宽;焊缝区组织、强度分布不均匀,在TiNi合金侧发生断裂。     

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%。     

TiNi形状记忆合金薄片的微激光焊接工艺研究

采用微激光对厚度为0．2mm的TiNi形状记忆合金薄片进行焊接,通过正交试验以获得最大的接头抗拉力为目标对工艺参数进行了优化,并分析了工艺参数对焊接接头表面及横截面形貌的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉力的最优工艺参数是：脉冲功率百分比21％、脉冲宽度2．3ms、脉冲频率4Hz,此时焊接接头的承载能力达到母材的97％。当微激光焊的功率百分比、脉冲频率、脉冲宽度过大时会产生热量的积累、导致焊缝发生烧穿;过小时激光脉冲的熔透能力较弱、导致焊缝未焊透,这两者是导致焊接接头承载能力较差的主要原因。     

321不锈钢薄板激光微焊接接头组织性能研究

本文采用微型脉冲激光实现了0．3mm厚321不锈钢片的对接焊,通过正交优化设计对工艺参数进行了优化,利用光学显微镜,电子精密拉伸机等分析测试手段,研究了工艺参数对焊接接头微观形貌及组织的影响。结果表明,焊接接头获得最大抗拉强度的最优工艺参数是脉;中功率百分比为18、脉冲宽度为4ms、脉冲频率为2Hz,此时焊接接头的承载能力达到母材的98％。分析了功率密度对焊缝成形和力学性能的影响。承载能力较高的焊接接头其显微组织是由焊缝中心区的等轴晶和焊缝边缘粗大的柱状晶组成,并且焊接接头的显微硬度高于母材。     

激光填丝焊接超薄不锈钢工艺研究

对0.2 mm厚的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢薄板脉冲激光填丝焊相关的工艺参数对焊缝成形质量的影响进行了研究,分析了焊接接头的组织和力学性能,比较了填丝与非填丝两种情况下获得的焊缝成形质量。结果表明:激光填丝焊相对于非填丝焊有更好的焊缝成形质量;抗拉强度较非填丝焊接接头强度提高了3%,可达到母材抗拉强度的99%;在最佳焊接工艺参数下激光填丝焊接接头的显微组织是由焊缝中心区的等轴晶区和焊缝边缘细小的柱状晶区组成;采用激光填丝焊接超薄不锈钢可为解决非填丝焊焊接接头的凹陷问题提供参考。     

间隙对激光-电弧复合焊接接头成形影响的研究

使用5kW光纤激光焊和MIG焊复合,对3 mm厚316L不锈钢试板进行对接焊,研究不同间隙情况下焊缝的宏观形貌、微观组织和显微硬度。结果表明,焊缝余高和焊缝宽度随接头间隙的增大而减小。对接间隙小于板厚的25%时,焊缝成形好且组织均匀致密。对接间隙的变化对焊缝显微硬度影响不大,但由于陶瓷衬垫中部分杂质参与熔池反应,在对接间隙为板厚的20%的接头中,焊缝顶部和焊缝底部的显微硬度有所差别。焊缝顶部硬度为383.7 HV0.2,焊缝底部硬度为423.5 HV0.2。