激光小孔型气孔产生原因及抑制方法

气孔是常见的焊接缺陷,在传统熔化焊中,气孔产生的机理、影响因素及抑制的方法已为人们所熟知,而在激光深熔焊时还会产生一种特殊的气孔一小孔型气孔,在未焊透时这类气孔尤为明显,传统抑制气孔的方法对这种气孔无能为力,成为激光深熔焊亟需解决的问题之一。文中详细阐述了激光焊小孔型气孔的产生机理,并从影响这类气孔产生的因素入手,论述了抑制这类气孔的几种方法。     

铝合金激光深熔焊气孔形成机理与控制技术

观察了铝合金激光深熔焊气孔的分布特征和形貌特征,深入分析了气孔的形成机理,研究了双光点能量分布的激光对铝合金激光深熔焊气孔的控制效果.结果表明,铝合金激光深熔焊焊缝中存在分布特征和形貌特征不同的两类气孔,即冶金类气孔和工艺类气孔.冶金类气孔的形成与氢在熔池中的析出、聚集与合并有关,而工艺类气孔产生的根本原因是焊接过程中匙孔的瞬间失稳.采用双光点能量分布的激光焊接铝合金可以扩大匙孔张口和根部直径,改善匙孔壁的波动状态,增强匙孔的稳定性,从而减少工艺类气孔的产生,但对冶金类气孔没有明显影响.     

镁合金激光焊气孔问题研究现状与展望

综述了近年来针对镁合金激光焊气孔问题的围内外研究进展,对镁合金激光焊气孔产生的原因、影响因素及防止措施进行了分析,认为由母材的制造工艺所决定的原始含气量是影响镁合金激光焊气孔倾向的主要因素,而针对不同含气量的母材需要采取不同的气孔防止措施.提出了压铸镁合金激光焊气孔防止技术的研究方向.     

小孔型等离子弧焊接条形气孔形成机理

等离子弧焊接中厚钢板时,常存在焊接工艺窗口窄问题. 在中厚不锈钢板小孔型等离子弧焊(keyhole plasma arc welding,K-PAW )中发现,离子气体流量较弱而使匙孔未打开,形成盲孔时,会在焊缝内产生平行于焊接方向的长条形气孔,形成条形气孔时,等离子弧形态发生明显变化,电弧面积增加且波动更为剧烈,出现向后的反射. 使用高速摄影装置研究了条形气孔的形成过程.结果表明,中厚板等离子弧焊中,条形气孔是在一定的焊接速度和较低的电弧能量下,熔池前壁倾角较大,等离子弧受熔池前壁反射作用冲击熔池后壁,使熔池后壁发生弯曲,并在一定的凝固条件下保留,产生平行长气孔. 对条形气孔的研究有助于为匙孔等离子弧焊接中匙孔形成条件及机制提供新认识.     

关于豪华邮轮薄板的SAW拼板焊接工艺研究

豪华邮轮普遍采用高强钢薄板,薄板的拼板焊接除采用激光焊外,普遍采用细丝埋弧焊。在焊接过程中经常会产生焊接变形及焊缝未熔合、气孔缺陷。文中通过对邮轮薄板焊缝焊接应力形成的原因进行分析,优化了引弧及熄弧板尺寸,调整了焊丝垂直度,重点介绍了焊接薄板的操作技巧,并针对焊接过程中出现的问题提出了解决方案,较好地控制了薄板焊接变形,有效地保证了邮轮薄板拼板埋弧焊的焊接质量。     

激光全熔透工艺参数对不锈钢焊接气孔率的影响

以304不锈钢为研究对象,分析了焊接工艺参数对304不锈钢气孔产生的影响规律。结果表明:与激光非熔透焊缝相比,全熔透型焊缝更有利于抑制焊接气孔的产生。通过调整激光功率与焊接速度来提高焊缝背宽比可以抑制焊缝中的气孔。在激光功率为3 000 W、离焦量在-4-+4范围内,焊接速度低于0.4 m/min时,气孔率可控制在0.1%以内。气孔的产生与焊缝背宽比有关,当背宽比大于0.95时可以消除焊缝气孔。     

Ti/Al异种合金激光熔钎焊过程气孔形成机制

采用矩形光斑CO2激光为热源,以AlSi12作为填充焊丝进行钛/铝异种合金的激光熔钎焊试验,发现气孔是导致接头失效的一个主要因素。结果表明,钛/铝异种合金激光熔钎焊的气孔缺陷主要是由镁元素的气化所致。光束的偏移量及激光功率是影响气孔产生的主要因素。界面棒状的金属间化合物长度低于10μm时一般不产生气孔,而气孔的直径与焊缝内部的微观组织有关。     

电弧弧长对激光-电弧复合焊飞溅和底部驼峰的影响

由于热源形式的特殊性,激光-电弧复合焊接过程中激光和电弧间易发生相互干扰,产生飞溅和底部驼峰等缺陷。以590 MPa级船用高强钢为研究对象,研究了电弧弧长对激光-电弧复合焊飞溅和焊缝底部驼峰的影响。为了深入研究激光-电弧复合焊飞溅和底部驼峰的产生机理,利用高速摄像设备对熔滴过渡行为和焊缝底部熔池进行了观察。结果表明,适当缩短电弧弧长可以降低激光和电弧间的相互干扰,提高复合焊接过程的稳定性,进而降低飞溅产生的倾向。底部驼峰是小孔熔透性差和底部熔池流动不连续所引起的。缩短电弧弧长可以对底部驼峰的产生起到抑制作用,这是因为缩短电弧弧长可以降低等离子体对激光的吸收,提高激光的能量利用率,增加小孔熔透性和稳定性。 创新点： 研究了电弧弧长对激光-电弧复合焊飞溅和底部驼峰的影响,采用高速摄像方法对底部熔池流动进行了观察,进一步明确了激光-电弧复合焊接焊缝底部驼峰的产生原因。     

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。     

ZK21镁合金激光焊接缺陷分析及防治措施

采用高功率激光对ZK21镁合金板材进行焊接,表征接头中存在的缺陷,分析其产生原因和防治措施。结果表明:结晶裂纹和表面凹坑是恶化接头质量的主要原因。结晶裂纹易产生于焊缝的末端及焊接速度较高的工艺条件下,焊接时,应使用同材质引弧板且不推荐采用导致熔池冷却速率过高的焊接工艺;表面凹坑是由高能量密度激光束加热下熔体的蒸发和烧损所致;半熔化区易发生的晶界液化并存在开裂风险,其主要原因与该合金凝固温度区间过宽有关;熔合线附近和焊缝上表面是气孔的高发区域,适当降低焊接速度或增大激光功率有利于抑制焊缝气孔的产生。