Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊焊缝成形及力学性能

为了改善钛合金薄板激光焊接过程中因工装误差或存在毛刺造成的焊穿、焊漏等缺陷,采用光纤激光器对1.2 mm厚的Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验。分析脉冲频率、对接间隙及激光峰值功率3个工艺条件对焊缝成形的影响,针对外观成形较好的焊缝进行显微组织与力学性能测试,确定了适合Ti6Al4V薄板拼焊的最佳焊接工艺参数。结果表明,采用脉冲频率40 Hz,占空比60%,激光峰值功率2.0 kW,光斑直径0.7 mm,焊接速度1.8 m/min的脉冲激光焊接工艺可以获得质量优异的焊缝;焊缝由粗大的柱状β晶粒和针状α′相组成,热影响区形成了短针状α′相;随着峰值功率的增大,焊缝的显微硬度明显增大,抗拉强度逐渐减小。最优焊接工艺参数下的焊缝强度可以达到母材的98%,拉伸断口表面平整、规则,断面与拉伸轴线方向呈45°,断口含有大量韧窝。 创新点： (1)采用特定的脉冲波形配合大的光斑直径对Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验,改善了焊缝成形质量。 (2)考虑了薄板对接时工装间隙的影响,并在试验前预留了间隙,探索出了Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊的最佳焊接工艺参数。     

激光薄板拼裁焊过程温度场和应力应变场的数值模拟

对激光薄板拼焊过程中的温度场和应力应变场有限元分析问题进行了研究。采用基于ANSYS大型通用有限元分析软件平台，使用其提供的APDL语言工具进行开发设计。从有限元分析过程中的建立计算模型、温度场分析及应力应变场分析3个紧密相关的方面，对薄板激光拼焊过程的数值模拟进行了讨论。     

搅拌摩擦焊对接拼缝间隙特征的在线检测方法

针对航天大型军工产品的搅拌摩擦焊接过程对对接拼缝焊接检测与控制的工程需求,提出了一种激光和视觉图像相结合的在线检测方法,以解决拼缝间隙0.2 mm的在线检测难题。该方法可实现焊前拼缝间隙量和错边量的精确、快速检测以及焊中实际焊缝位置跟踪。介绍了测量原理及检测方法,并详细阐述了拼缝间隙特征的自动提取技术,即面向搅拌摩擦焊焊缝特征影像的图像处理和数据处理方法,包括感兴趣区域提取、激光条纹轮廓提取、亚像素激光条纹中心提取、拼缝间隙特征提取等;结合五轴加工中心对测量系统进行试验验证,并与影像仪测量结果进行了对比。     

激光拼焊焊缝碾压成型工艺研究

提出激光拼焊焊缝碾压预成形工艺来降低激光拼焊对板材边缘直线度的要求。该工艺是通过碾压轮使板材边缘发生塑性变形填补焊缝间隙。采用有限元方法对碾压过程进行有限元分析,通过数值模拟加部分试验验证的方法来分析碾压轮宽度、直径和碾压深度对碾压效果的影响。焊接结果表明,激光拼焊焊缝碾压预成形技术能有效消除焊前两板间间隙,提高焊接质量。     

差厚激光拼焊门内板拉深开裂解决方案

以差厚激光拼焊板料为研究对象,结合CAE分析结果和实际生产过程中差厚激光拼焊门内板拉深后的状态,对板料性能、厚薄板宽度、拉深阻力等进行分析,为解决差厚激光拼焊门内板拉深开裂问题提供参考。     

激光薄板拼焊过程温度场和应力应变场的数值模拟

对激光薄板拼焊过程中的温度场和应力应变场有限元分析问题进行了研究.采用基于ANSYS大型通用有限元分析软件平台,使用其提供的APDL语言工具进行开发设计.从有限元分析过程中的建立计算模型、温度场分析及应力应变场分析3个紧密相关的方面,对薄板激光拼焊过程的数值模拟进行了讨论.     

激光拼焊板冲压成形性能研究

对由同种材质不等厚度母材制成的拼焊板进行了杯突试验和成形极限图试验,发现拼焊板焊缝处材料强度增强,但是抵抗继续变形能力减弱,材料发生失稳、破裂多在薄板侧.并应用AutoForm软件对某轿车前地板零件的成形性进行研究,仿真分析结果表明,虽然在零件设计时薄板侧所占面积较大,使得焊缝未发生移动,但较易破裂位置、板料变薄最大位置仍发生在拼焊板焊缝薄板侧.在分析拼焊板材料制成的零件时,对焊缝附近进行材料成形性分析尤为重要.     

汽车用铝合金拼焊板技术研究现状

剪裁拼焊板是将不同材质、不同厚度的板料经剪裁后，用激光焊接拼成各种坯板，然后整体冲压成形的一种新技术。剪裁拼焊钢板在汽车工业中的应用，取得了很大的经济效益，而铝合金激光剪裁拼焊板技术尚未得到应用。在分析剪裁拼焊板技术的主要优点及其在汽车工业中的应用现状及汽车车身材料发展趋势的基础上，论述了汽车车身用铝合金激光剪裁拼焊板的可用材料及其激光加工技术，并预测了铝合金激光剪裁拼焊板在汽车工业中的应用前景。     

基于弧形顶板模具结构工艺中激光拼焊板弯曲回弹研究

通过数值模拟,研究了弧形顶板模具结构工艺中激光拼焊板回弹问题的几个关键控制因素:补偿角、托板力和凸凹模间隙等对其弯曲回弹的影响。结果表明,在不同补偿角、托板力和模具间隙的影响下,激光拼焊板具有与光板一致的回弹规律。因此,在设计模具时可以预先在模具结构及工件部位尺寸上采取措施,对激光拼焊板的回弹进行补偿。     

激光拼焊碾压工艺研究

激光拼焊技术被广泛应用在汽车车身制造领域,而拼焊间隙是影响激光拼焊焊缝质量的主要问题之一,碾压技术是解决间隙问题的有效方法。碾压工艺直接影响宽展和碾压力,最终影响对间隙的补偿效果。本文基于对碾压机构的结构分析,对碾压过程进行了数值模拟,发现了碾压工艺对碾压结果的影响规律,并在此基础上进行了在线碾压和焊接试验验证,试验结果与数值模拟结果相符,验证了碾压技术对间隙有明显的补偿作用。     

An Alternative Approach for the Cost-efficient Laser Welding of Zinc-coated Sheet Metal

Laser welding becomes more and more important for body in white assembly in automotive industry. But even if the modern technology offers a lot of new possibilities, laser welding of zinc-coated sheet metal is still a challenge - special effort is necessary to produce acceptable weld seams in the lap joint configuration. Already existing concepts oftentimes lead to enlarged process chains and additional costs. Therefore, this paper presents an alternative approach for laser welding of zinc-coated sheet metal with the objective to guarantee high quality laser welding and to save costs. Moreover, first results of welding experiments are shown.     

高硅钢热轧卷板的YAG激光拼接新工艺研究

采用4kW的YAG固体激光器，利用激光切割—焊接—热处理组合工艺对Hi—B钢热轧卷板进行了试验研究，探索了在不同工艺参数条件下焊缝成形、接头力学性能的变化情况，得出了最佳工艺参数，解决了高牌号硅钢难焊的问题。     

CFRP/金属异种材料激光连接工艺的研究现状

树脂基碳纤维增强复合材料（CFRP）作为新型轻质结构复合材料,广泛应用于航空航天器件的零部件中。CFRP与航空常用金属传统连接主要有胶接和机械连接,但具有一定的局限性。激光连接技术具有能量密度高,可控性好等特点,可用于复合材料和金属的连接。本文针对当前树脂基CFRP与金属（铝合金、钛合金、钢等）激光连接接头成形机理以及接头缺陷进行了综述,同时分析了焊接工艺、组织结构优化以及焊前金属表面处理对接头成形的调控,并对CFRP/金属激光连接的发展趋势提出了展望。     

Effects of absorptivity,shielding gas speed,and contact media on sheet metal laser welding

Abstract

A three-dimensional quasi-steady state heat conduction model is developed for laser welding of sheet metals. The heat flux at the surface of the workpiece is considered to be due to a moving Gaussian laser beam. An analytical expression is obtained for the temperature distribution by solving the conduction problem using the Fourier integral transform technique. This expression is used to locate the melting temperature isotherm, and thereby determine the weld depth and width. Experimental and theoretical results for the weld depths and widths are illustrated for different welding parameters such as the laser power, absorptivity, welding speed, and shielding gas speed. The theory and experiment are found to agree reasonably well. The effects of absorptivity, shielding gas speed, and heat loss due to different contact media at the bottom surface of the workpiece are also investigated, and are found to be significant for thin metal laser welding.     

三层镀锌钢板激光焊接工艺

研究了三层镀锌钢板的激光焊接工艺,讨论了三层板的厚度组合、间隙组合、重力和焊接速度等因素的影响作用.试验分析表明,采用合适的工艺可以得到较好的焊接效果.     

A304不锈钢薄板激光焊工艺试验研究

研究利用激光焊接技术焊接A304不锈钢薄板的工艺.试验过程中,采用一系列激光焊参数焊接试板,然后将焊接接头制成金相试样,观察熔深、熔宽、热影响区的大小,比较连续激光和调制方波脉冲激光焊接不锈钢薄板的效果.     

基于同轴图像传感的激光焊接过程质量监测技术

针对激光焊接过程中由于参数不匹配、装配误差等原因造成的焊接过程不稳定等焊接缺陷，基于同轴图像传感技术，建立起一套激光焊接过程中的质量在线监测系统，对焊接过程中的熔池图像进行了采集分析及其熔池特征信息的提取. 结果表明，在激光功率为1 500 W的不等厚不锈钢薄板激光焊接试验条件下，焊接过程中的不稳定、下塌缺陷以及焊偏现象与熔池形状各特征信息变化具有一定的相关性. 结合BP神经网络算法对所提特征信息进行分类、识别，基于LabVIEW软件平台，可实现相应缺陷的自动化识别及报警功能.     

轻金属材料激光+GMAW复合热源焊接机理的研究进展

激光+GMAW复合热源焊接是近几年在国际上得到迅速发展和应用的焊接前沿新技术,是轻金属材料优质高效连接的最佳熔焊工艺.但对其内在的物理特征及其基础理论和关键技术问题还缺乏深入的研究.文中分析了激光+GMAW复合热源焊接在国内外的研究现状,并在此基础上根据作者已进行的研究,提出了当前应当重点深入研究的几个关键科学和技术问题,如激光与电弧的能量耦合机制、激光对弧焊熔滴过渡的作用机制、复合热源焊接熔池内的传热与传质、复合热源焊接冶金、焊接接头的应力-应变场与变形控制规律等.最后指出数值模拟是轻金属材料复合热源焊接基础研究的重要手段.     

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.     

Laser fusion welding technology of aluminium alloys

This article deals with recent trends in fusion welding of aluminium dividing the techniques into arc welding and laser welding and hybrid welding combining these. As there have been many reports on welding techniques of welding steel and other metals, it also deals briefly with MIG brazing and laser brazing.