WYS700钢气体保护焊及激光复合焊试验研究

采用气体保护焊、激光焊以及激光复合焊等焊接方法对WYS700钢进行了试验研究,比较了不同焊接工艺,尤其是激光焊接工艺的焊接接头宏观形貌,并研究了不同焊接工艺下焊接接头的拉伸强度、弯曲性能、组织硬度等力学性能.结果表明:WYS700钢采用合适的焊接工艺,气体保护焊、激光焊及激光+MAG复合焊都能获得成形良好的接头,并且都能有效降低焊接热影响区的软化,获得较好的强度与塑性.激光+MAG复合焊在3 mm规格以上厚板的焊接中更能发挥高效大熔深优势.     

高功率激光器的发展现状及应用

针对当前高功率激光器在材料加工领域的应用现状,介绍了常用高功率激光器的结构、原理和性能,分析比较了其应用特点,总结了当前我国高功率激光器的发展现状.     

金刚石颗粒-金属粉末的CO2激光烧结机理研究

采用高功率横流CO2激光光束、60%Cu-15%Sn-10%Ni-15%Ti（质量分数）合金钎料和保护氩气在45^#钢板表面钎焊金刚石颗粒。研究了钎料厚度、激光功率、激光扫描速度、离焦量对钎焊层的影响,分析了钎焊层的微观组织结构,讨论了其冶金结合机理。结果表明：在激光功率850W、扫描速度9mm/s、光斑直径3mm、负离焦、激光钎焊粉料的厚度为0.5mm时,可获得金刚石颗粒、钎料合金、金属基体三者具有最佳结合性能的钎焊层;金刚石表面可能生成了TiC层,钎焊样品没有明显的缺陷,钎焊层、金刚石和钢板有较高的结合强度。     

薄壁金刚石工程钻头激光焊接技术及装备

深入探讨了薄壁金刚石工程钻头激光焊接的技术及装备发展现状及趋势。针对金刚石钻头结构特点和焊接工艺特点,综合分析了德国Dr．Fritsch公司、韩国Diex公司及华中科技大学激光加工国家工程研究中心研制生产的三种激光焊接装备的结构,包括基体、刀头的传送、夹紧、焊接方式。总结了目前国际上广泛采用的板条、轴快流、横流CO_2激光器的特点及其成套系统的匹配性。     

金刚石钻头激光焊接系统的自动控制研究

采用Festo气动机械手、传感器元件及松下伺服电机，开发了一种新型金刚石钻头激光焊接自动控制系统。探讨了系统的软硬件设计方案及控制算法，解决了精确定位、位置检测、自动控制与程序稳定性等关键技术。所研制的系统适用于直径为20～300mm各种钻头的焊接，无需专用夹具，为薄壁金刚石钻头的系列化生产提供了新装备。     

高功率横流CO2激光器新型激光谐振腔实验研究

在高功率横流CO2激光器上设计了一种新型激光谐振腔(平-锥腔),实验研究了其输出光束特性,并与平-凹腔的输出特性进行了比较.结果表明:在腔长3m,输出镜光阑直径φ30mm时,平-锥腔的输出光束模式为TEM30模,平-凹腔与平-锥腔的输出光束发散角分别为2.6mrad、2.1mrad,当输出镜失调1.4′时,光斑缺失率分别为16%、8%,当反射镜失调1.4′时,光斑缺失率分别为20%、5%,因此平-锥腔具有较高的抗失调稳定性,而且锥面全反镜的抗失调性能优于凹面全反镜.     

高功率横流CO2激光器的锥面反射镜谐振腔

根据针-板放电5kW横流CO2激光器的结构特点,设计并实验研究了直角锥面镜作为全反射镜的谐振腔。在菲涅耳-基尔霍夫理论的基础上,引入柯林斯公式并考虑增益影响,推导了锥面谐振腔的衍射积分方程,并进行了相应的模拟计算。研究结果表明,在高功率横流CO2激光器中锥面反射镜与平面输出镜相配合使用组成稳定腔,获得了TEM30的低阶模输出;由于锥面反射镜受加工精度的影响中心残留有加工盲孔,导致TEMmn(m=0,n≠0)的模损耗较大不易耦合输出;而镜面中心场分布很弱的其他低阶模因损耗小,则会优先输出。     

600MPa级高Al冷轧双相钢与异种材料不等厚板搭配的激光焊接性能研究

对武钢开发的600MPa级高Al冷轧双相钢WHT600DP与DC04、WH260Y异种材料不等厚板激光焊接的焊缝宏观形貌、微观组织以及力学性能进行研究和分析,探讨WHT600DP的激光焊接性能。研究结果表明,两种材料搭配条件下的激光焊接接头均不存在内部和外部缺陷,焊缝拉伸强度、杯突值等指标达到相关标准要求,能够满足实际生产需要,WHT600DP高Al冷轧双相钢具有良好的激光焊接性能。     

汽车板激光拼焊系统的研制

针对汽车板激光拼焊工艺特点,研制了激光自动焊接系统, 此系统由激光器、焊接机床和控制系统组成, 采用 IPG5000光纤激光器作为光源, 机械人上、下料, 切割原焊接组合技术, 柔性电磁铁定位、夹紧, 西门子 840D数控系统。解决了汽车板装夹、定位, 曲线、折线焊缝拼接、自动控制系统等关键技术。结果表明:此焊接系统光束质量好,性能稳定、可靠;可以焊接板厚0.5-3 mm, 长度小于 2 000 mm的直线、曲线、折线汽车板, 汽车拼焊板的焊接精度高, 焊缝质量好, 达到 ISO18001标准。     

轧辊表面激光毛化技术及装备

针对轧辊表面激光毛化的特点,探讨了轧辊表面激光毛化技术及装备的发展现状及趋势,分析了轧辊表面激光毛化脉冲装置的原理、结构和特点,指出了轧辊表面激光毛化技术及装备的难点技术及可能的解决方法。