激光焊接过程中残留液体金属的高速高倍在线观察

采用高速摄像机和光学显微镜构成的摄像装置对激光焊接熔池后端的凝固行为进行高速高倍摄像,详细记录了柱状晶从液态熔池后部析出过程以及残留在巳析出柱状晶周围的液体金屑的凝固行为.采用液体Sn急冷将焊接过程中正在凝固的焊缝金属冷冻保存到室温,并与高速高倍摄像观察到的熔池后端的凝固行为进行了对比分析.对3种奥氏体不锈钢材料焊缝凝...     

高Ni-Cr奥氏体不锈钢焊接裂纹渗透检测方法

对以X12NjCrSi36-16为代表的奥氏体耐热不锈钢.在焊接生产过程中极易产生热裂纹的现象和此类钢结构在多道多层焊过程中的层间着色渗透检测工艺进行了深入研究,提出了在焊接过程中,层间PT检测背面水冷的检测新工艺;讨论PT检定表浅弧坑裂纹后的处理意见和方法,并将其成功用于焊接和无损检测的生产实践.     

K418与42CrMo异种金属激光深熔焊接

研究了连续波Nd:YAG激光焊接功率、速度、离焦量和侧吹保护气流量对激光深熔焊接K418与42CrMo异种金属焊缝形貌、焊缝熔深的影响,讨论了焊缝区热裂纹产生机制.结果表明,额定功率为3 kW的Nd:YAG激光深熔焊接K418与42CrMo异种金属,由于它们的物理化学性质的差异,焊缝靠近42CrMo侧易出现未熔合;激光光斑向42CrMo侧偏移可以减少焊缝靠近42CrMo侧未熔合量;通过优化侧吹保护气流量和离焦量可以增加熔深.由于K418液态金属的流动性差,导致焊缝靠近K418侧对流传热不充分,使焊缝靠近K418侧熔合线呈现锯齿形.焊缝区热裂纹的产生主要是由于焊缝区元素偏析形成的低熔物导致.     

18-8型奥氏体不锈钢焊接热裂纹的分析

正0前言18-8型奥氏体不锈钢,包括在其基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高CrNi系列钢,铬、镍含量分别约为19%和10%,在氧化性介质中耐蚀性优良,在工业生产中应用量逐年递增,其在不锈钢的使用中占据主体地位,但焊接时易出现焊接热裂纹。1奥氏体不锈钢焊接热裂纹1.1结晶裂纹奥氏体不锈钢含镍量较高,液、固相线的温度区间较大,焊缝结晶时间较长,且单相奥氏体结晶方向性强,所以杂质偏析比较严重,易产生结晶热裂纹。这是     

奥氏体不锈钢焊接热裂纹的成因及防止对策

分析了奥氏体不锈钢焊接过程中产生热裂纹的原因,提出了针对性的防止对策。     

奥氏体焊缝对中碳合金钢焊接裂纹的影响

采用奥氏体焊条焊接中碳合金钢时,发现了两种形态的裂纹:底层焊道中的热裂纹和熔合区裂纹。本文研究了焊条的合金系统、接头的显微组织以及底层焊道熔合区氢行为对裂纹的影响,探讨了裂纹的生成条件,并提高了有效防止裂纹发生的实用工艺。     

焊缝金属对SUPER 304H奥氏体耐热钢焊接性的影响

综述了焊缝金属对SUPER 304H钢焊接性的影响.结果表明,SUPER 304H钢不同成分GTAW奥氏体焊缝的热裂纹倾向较大;焊缝中凝固裂纹倾向主要是受A凝固模式控制,而HAZ液化裂纹倾向的主要原因则与晶界析出相,以及铜的富集等因素有关.不同成分奥氏体焊缝接头的力学性能各异;合适的焊缝化学成分和优化的焊接工艺是获得满...     

大功率盘型激光焊接焊缝外观在线预测模型

焊缝成形在线检测和评估在自动焊接过程中具有举足轻重的作用。熔池形态与焊缝成形密切相关,而焊接过程中的熔池形态特征变化数据可以通过高速视觉传感器及相应的图像处理程序在线获取,通过BP神经网络建立在线获取的特征数据与焊后焊缝成形之间的非关系模型实时的进行焊后焊缝成形的预测,从而为自动焊接控制和焊接质量在线检测建立基础。     

激光焊接金属夹层复合板

美国海军金属加工中心和海军焊接中心等造船和科研机构新近开发成功一项激光焊接金属夹层复合板的新技术。因为先进的海军船只必须减轻重量、改善战斗效力和机动性。在制造和加工技未上的进步，使得激光焊接金属夹层复合板在海军船只上更加适用和经济可行。其设计就如同厚硬纸波纹板一样，由两块金属板与波纹状金属芯板通过激光焊接复合制成。     

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。     

Prediction of solidification cracking in laser welds of type 310 stainless steels

The occurrence of solidification cracks in laser welds of type 310 stainless steels was predicted by numerical analyses of the solidification brittle range (ductility curve for cracking) and thermal strain in the weld metal. The solidification brittle range in laser welding was estimated from that in arc welding based on the numerical analyses of supercooling (for calculating dendrite tip temperature) and segregation (for calculating completely solidified temperature) during rapid solidification. The calculated solidification brittle range was reduced with an increase in the welding speed because of the enhanced supercooling and the inhibited solidification segregation. The thermal strain analysis by FEM suggested that solidification cracks would occur in SUS310S welds at laser travelling velocity of 60 mm/s applying the initial strain of 1.5%, while no solidification cracks in SUS310EHP welds at any laser travelling velocities applying the higher initial strain of 2.2%. The cantilever type cracking test in laser welding revealed that the predicted results of occurrence of solidification cracks were consistent with experimental ones.     

薄板激光拼焊工艺研究

汽车薄板的激光拼焊可以减轻整车质量和制造成本,对提高汽车设计的灵活性具有重要意义.通过对汽车用冷扎薄钢板和镀锌板的激光拼焊的实验研究,表明虽然激光焊接接头的塑性有所下降,但其焊接强度与母材差不多,且焊接影响区小,对汽车覆盖件和地板等零件的焊接获得很好的效果.     

不锈钢冷金属过渡焊角接接头应力及变形规律研究

在高速列车轻量化课题中,不锈钢薄板作为车体结构的关键部分越来越受重视。针对异种厚度的SUS301L不锈钢薄板,采用冷金属过渡技术进行角接试验,通过热电偶采集焊接时距焊缝不同位置的温度变化。用3D激光扫描仪测量焊接变形,由于采用焊缝悬空的约束方法,底板焊后发生了较大的呈波浪状的变形,最大变形量达到6.545 mm。用μ-X360分析仪检测接头残余应力,应力呈M型分布。     

激光冲击强化对AISI202不锈钢焊接接头残余应力的影响

采用两种冲击方式对AISI202不锈钢焊接接头表面进行激光冲击强化处理,利用X射线应力仪测试了激光冲击强化处理后焊接接头的残余应力,研究了单面和双面激光冲击对残余应力分布的影响,分析了残余压应力的形成机理。结果表明,双面激光冲击强化处理效果明显优于单面冲击方式,双面冲击方式能够使试样正反面都获得很大的残余压应力,并且反面的残余压应力水平高于正面,同时使得正反两面残余压应力分布趋于均匀。     

激光冲击消除焊接残余应力

对现有焊接残余应力的理论进行分析,讨论激光冲击处理消除焊接残余应力的可行性,认为短脉冲高峰值功率密度的激光冲击焊接接头产生的等离子体冲击波,可使焊接接头表面产生塑性应变,能有效消除焊接残余拉应力。文章设计了激光冲击强化12Cr2Ni4A钢焊接接头试验,通过选择不同焊接材料和焊接方式,设计了4种焊接状态,分别进行激光冲击强化。试验结果表明,激光冲击强化均能消除氩弧焊和等离子焊等焊接方式的焊接残余拉应力,改善焊接接头表面的力学分布,在选用NAK80焊材和等离子体焊方式时,形成的残余压应力幅值高达884MPa,极大提升了焊接接头的力学性能。     

激光液态填充焊的填材熔化与过渡稳定性

针对激光填丝焊过程中焊丝对入射激光能量的反射、匙孔不稳定等问题,提出了激光液态填充焊方法,采用电弧提前预熔焊丝,让填材以液态方式流入熔池中.分析了激光液态填充焊的熔化、过渡模式,以及工艺参数对过渡模式的影响规律.结果表明,在电弧热作用下焊丝有液桥过渡和滴状过渡两种模式,焊接电流较小时,焊丝的上部熔化,下部依然保持固态,形成稳定的液桥过渡;焊接电流较大时,焊丝端部全部熔化易回缩成球为滴状过渡,过渡稳定性变差.为改善滴状过渡的稳定性,可依靠间隙的毛细作用稳定流入熔池中.激光液态填充焊可降低对匙孔的冲击,提高匙孔的稳定性.     

Hot cracking investigation during laser welding of high-strength steels with multi-scale modelling approach

Hot cracking during laser welding of advanced high-strength steels is reported to be a serious problem by automotive manufacturers. In this work, hot cracking susceptibilities of transformation-induced plasticity (TRIP) and dual-phase (DP) steels are studied based on a multi-scale modelling approach. Transient temperatures measured from welding experiments are used to validate a finite element (FE) model. The temperature, thermal gradient and cooling rate in the weld fusion zone are extracted from the FE model and pre-defined as boundary conditions to a phase field model. The welding-induced microstructural evolution is simulated considering thermodynamic and mobility data. Results show that, compared to the DP steel, the TRIP steel has a broader solidification range, a greater pressure drop at the inter-dendritic regions, and an increased phosphorus segregation at the grain boundaries; all these make this steel more susceptible for hot cracking.     

不锈钢薄板激光搭接焊残余应力测量方法对比研究

为了研究不锈钢车体非熔透激光搭接焊中的残余应力,采用2 mm+2 mm厚SUS 301L不锈钢板冷轧板进行了CO_2激光搭接焊试验,选择压痕应变法、全释放应变法和X射线衍射法测量接头中的残余应力。结果表明,压痕应变法测量的纵向峰值应力为237 MPa,横向为124 MPa,测量结果为1 mm2区域近表面的平均残余应力;全释放应变法测量得到的纵向、横向应力峰值分别为155 MPa和55 MPa,测量结果为5 mm×5 mm整个解剖试样的平均残余应力;X射线衍射法测量的纵向、横向应力峰值分别为344 MPa和163 MPa,测量结果为1~2 mm区域表层中的平均残余应力,且误差范围较大。     

沟槽蒙皮结构激光焊接应力和变形的数值模拟

利用有限元分析软件MARC对"沟槽-蒙皮"结构的激光焊接过程进行三维数值模拟,涉及了激光焊接复合热源模型的确定,热力学边界条件的简化,数值模拟温度场的验证,以及残余变形和应力分布结果的分析和讨论.研究了结构上规则排列的多道焊缝的施焊顺序对焊接残余应力和变形的影响.结果表明,不同焊接顺序所产生的变形态相同,变形量有区别,而残余应力的分布则不同,以由外向中的对称顺序进行焊接时,结构的焊后残余变形最小,残余应力的分布比较均匀,峰值最小.