激光-电弧复合热源焊接

在激光热源的基础上复合电弧进行焊接，可以降低焊接成本，提高焊接效率。本文综述了激光—电弧复合热源焊接国内外研究的现状，对旁轴式和同轴式两种复合方式进行了分析比较，并展望了该技术的发展前景。     

激光-同轴电弧复合焊接热源焊接

在建立和研究空心钨极电弧的基础上，对激光－同轴电弧复合焊接热源焊接特性进行了深入研究，试验结果表明，激光与电弧相互作用增强的效果十分显著，采用同轴电弧作为辅助热源增大焊接熔深的效力优于激光－旁轴电弧复合焊接热源焊接效果，在试验的基础上，得到了激光－同轴电弧复合焊接热源焊接熔深的变化规律。     

等离子弧-MIG焊丝振荡式复合焊接工艺

针对现有的等离子弧-MIG复合焊接过程中的双弧排斥问题,基于MIG焊丝位移规律性改变提出了一种新型的MIG焊丝振荡与等离子弧共熔池的复合焊接工艺.通过调节MIG焊丝电机转速(振荡频率)和振荡振幅进行了焊接工艺试验.结果表明,随着电机转速(振荡频率0～41 Hz)的增加,等离子弧与MIG电弧排斥减弱,耦合趋势增大.尤其是电机转速为2 000 r/min(振荡频率33 Hz)时,共熔池复合焊接效果较好;MIG焊炬振荡振幅为1 mm时,电弧形状最为稳定,但振荡频率和振荡振幅过大均不利于焊接过程稳定性;MIG焊炬振荡提高了熔滴过渡频率,使焊丝尖部呈现小熔滴过渡,减小了焊接飞溅.对接试验力学性能测试表明,抗拉强度、抗弯强度均随振荡频率的提高呈现先增大后减小趋势,分析认为MIG焊炬振荡具有一定搅拌熔池的作用,有效提高了焊接接头的力学性能.     

激光-电弧复合热源焊接技术

具有焊接质量好、焊接速度快等优点的激光-电弧复合热源焊接技术,已经广泛地应用于汽车、航空等工业的薄壁金属焊接中.然而,常用的激光源价格昂贵、体积庞大并且电-光转换效率低,大大限制了复合焊技术的推广和应用.新一代高性能激光-光纤激光的开发和应用拓宽了激光-电孤复合热源焊接技术的应用范围,使其更易于实现工程化.通过介绍当前世界上激光-电弧复合热源焊接技术的应用和研究情况,展现了激光-电弧复合热源焊接技术广阔的应用前景,阐述了其发展方向.     

激光一同轴电弧复合焊接热源焊接

在建立和研究空心钨极电弧的基础上，对激光一同轴电弧复合焊接热源焊接特性进行了深入研究。试验结果表明，激光与电弧相互作用增强的效果十分显著，采用同轴电弧作为辅助热源增大焊接熔深的效力优于激光一旁轴电弧复合焊接热源焊接效果。在试验的基础上，得到了激光一同轴电弧复合焊接热源焊接熔深的变化规律。     

等离子-MIG/MAG复合热源焊接技术研究与应用

等离子弧-MIG/MAG复合热源焊接技术是将等离子弧与MIG/MAG电弧有机复合形成的一种高效优质、低成本的焊接新技术.一体化的焊枪及等离子电源可以与目前常用的MIG/MAG电源简单组合,使该技术具有广泛的应用前景.介绍了等离子-MIG/MAG复合热源焊接技术的技术原理、工艺与装备特点及其工业应用.     

焊接电弧及性质和等离子弧及特点

电弧是一种空气导电的现象，在两电极之间产生强烈而持久的放电现象，称为电弧。     

等离子-MIG焊接起弧过程

采用Paschen定律对电弧空间内不同起弧路径上的击穿电压进行了计算,分析等离子-MIG双电弧焊接时的起弧过程,研究了击穿长度和温度对起弧过程的共同作用;成功地解释了等离子电弧借助MIG电弧提供的导电通道引燃的过程.结果表明,在分析电弧空间各不同路径上最小击穿电压时,除了要考虑击穿间隙的大小外,还必须考虑到温度的分布和保护气氛的种类.Paschen定律可以对这几个因素的共同影响进行分析,从而有效地预测了后引燃电弧的起弧路径,这种方法也可以推广到其它双电弧焊接方法.通过高速摄像拍摄,对实际的起弧过程进行了分析,验证了计算的结果.     

激光-电弧复合热源

介绍了一种新型的激光——电弧复合热源焊接技术。它包括了3种主要的方法：电弧加强激光焊接、激光辅助电弧焊接和电弧激光顺序焊接。讨论了每一种方法的机理和应用前景。     

激光—MAG电弧复合热源焊接过程的影响因素

针对激光-MAG电弧复合热源焊接过程的几个主要影响因素展开了研究.通过焊接电弧分析仪发现激光-MAG电弧复合热源焊接时,光斑-焊丝之间的距离为1mm时,焊接电弧最稳定.通过对熔深、熔宽的分析发现,复合后熔深能够增加1.5倍以上,并且激光-短路过渡电弧MAG复合热源焊接还能够改善焊缝的润湿性,增加熔宽,减弱焊缝的咬边现象,与单独激光焊接时相似,当激光的焦点位于工件表面以下1mm时,熔深达到最大值.     

YAG—MIG复合焊接条件下复合等离子体动态特征

利用高速摄像,对单YAG、单MIG、YAG—MIG激光电弧复合焊接铝锂合金5A90时的等离子体动态过程进行了深入研究。结果表明：①YAG—MIG复合焊的等离子体在MIG孤存在阶段,与MIG弧具有相近之处,其周期性与MIG相似,但在MIG弧熄灭阶段与MIG焊和YAG焊都有明显的区别;②在强MIG等离子体复合强YAG等离子体时,复合焊的等离子体强度和形状发生明显变化,且不是二者的简单叠加结果。它呈现一种不规则的弧,充分说明尽管在单激光焊接时等离子体较弱,但在复合焊时,它对MIG孤的影响不容忽视;③在MIG微弧复合强YAG金属蒸气／等离子体时,发现其等离子体的强度高于单一激光焊,且形状也有较大差别,表明此时虽然MIG电弧仅为微弧,但它对YAG金属蒸气／等离子体有显著的影响。     

YAG-MIG复合焊接条件下复合等离子体动态特征

利用高速摄像,对单YAG、单MIG、YAG-MIG激光电弧复合焊接铝锂合金5A90时的等离子体动态过程进行了深入研究。结果表明:①YAG-MIG复合焊的等离子体在MIG弧存在阶段,与MIG弧具有相近之处,其周期性与MIG相似,但在MIG弧熄灭阶段与MIG焊和YAG焊都有明显的区别;②在强MIG等离子体复合强YAG等离子体时,复合焊的等离子体强度和形状发生明显变化,且不是二者的简单叠加结果。它呈现一种不规则的弧,充分说明尽管在单激光焊接时等离子体较弱,但在复合焊时,它对MIG弧的影响不容忽视;③在MIG微弧复合强YAG金属蒸气/等离子体时,发现其等离子体的强度高于单一激光焊,且形状也有较大差别,表明此时虽然MIG电弧仅为微弧,但它对YAG金属蒸气/等离子体有显著的影响。     

铝合金激光-电弧复合焊接工艺研究

对LF6铝合金的激光-电弧复合焊接工艺进行了初步研究。通过工艺试验,分析研究了焊接速度、激光焦点位置、钨极与激光束之间的距离、焊接电流对焊缝质量(熔深、熔宽)的影响规律。     

大厚度船用高强钢激光-电弧复合焊技术研究

为实现大厚度高强钢全熔透单道对接焊,针对厚度20mm的AH32船用高强钢,采用15kW大功率CO_2激光进行激光-电弧复合焊接.分析了工件坡口、焊接速度、送丝速度、离焦量、装配间隙等规范参数对焊缝成型影响;通过金相观察以及显微硬度测定分析了接头组织性能.结果表明:通过激光功率等焊接规范匹配,激光-电弧复合焊接能实现20mm厚板的全熔透单道对接;钝边为8mm的Y形坡口有助于提高厚板激光-电弧复合焊缝熔透能力;降低焊接速度有利于提高熔深能力;工件厚度较大时,装配间隙对焊缝熔深能力的影响较为显著;接头硬度表明厚板激光复合焊焊缝纵向热循环模式存在较大差异.     

TIG焊接技术在不锈钢平焊法兰中的应用

不锈钢平焊法兰与不锈钢管件的固定运用TIG焊接技术,实行法兰密封面自熔焊接,法兰非密封面加丝焊接,以实现法兰连接功能。     

焊接电弧光谱信息的基本理论和基本方法

电弧光谱信息是继电弧电信息后的一种新兴的信息源 ,对发展焊接过程自动控制技术有重要意义。有关它的基本理论和基本的测控方法对阐明和应用电弧光谱信息技术有重要作用。利用等离子体物理学和光谱学的现有理论 ,组织起包括 12个物理方程的方程组 ,作为电弧光谱信息的基本理论。对基本理论的 12个方程进行分析 ,得出了电弧光谱信息是电弧状态和状态变化的反映 ,它是反映电弧过程的最丰富的信息源的基本观点。从已建立的基本理论还可以得出电弧光谱信息测控的基本原理和基本方法 ,并指出了测试方法的应用方向     

微束等离子弧焊焊接不锈钢筛网的研究

不锈钢筛网是由不锈钢丝线编制而成,由于材料丝径细且界面多,焊接工艺上有一定的难度。TIG焊、激光焊、钎焊等焊接方法由于工艺、成本等原因都不是筛网焊接的最佳选择,而微束等离子弧焊具有拘束度高、能量密度高等特点,特别适合不锈钢筛网的焊接。实验中采用自主研制的微束等离子弧焊接系统,在主弧电流小于3A下,进行了不同焊炬高度和不同焊接速度的对接试验,最终取得了良好的不锈钢筛网焊接效果。在此基础上,分析了焊接速度和焊炬高度等因素对焊接质量的影响。     

铝/钢激光-MIG复合热源熔-钎连接试验研究

基于激光-MIG复合热源焊接实现了5A02铝合金与镀锌钢、镀铝钢及非镀层Q235钢的优质、高效熔-钎连接,并对焊缝的成形、接头的性能及微观结构作了分析.结果表明,利用该连接方法可以在高速焊接条件下实现铝/钢熔-钎连接,最高焊接速度可达5 m/min;得到的熔-钎接头的抗拉强度接近于该铝合金熔化焊接头的抗拉强度,接头的抗剪强度高于90 MPa;焊缝钎接界面处生成的金属间化合物主要为Fe_3Al、FeAl_2、Fe_2Al_5、FeAl_3,金属间化合物层厚度太薄或太厚均会影响接头的强度,化合物层厚度在1.5～4 μm范围内最佳.     

不锈钢焊接接头的激光熔凝试验

对1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头进行局部激光熔凝，观察激光熔凝后焊接接头组织的变化，并进行腐蚀试验。试验结果表明：在硫酸溶液中具有良好抗腐蚀性的不锈钢经焊接后．接头部位的抗腐蚀性较母材有所降低，但经激光熔凝后，抗腐蚀性可得到明显提高，这说明激光熔凝对改善不锈钢焊接接头的抗腐蚀性是有效的。     

不锈钢焊接接头的激光熔凝试验

对1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头进行局部激光熔凝,观察激光熔凝后焊接接头组织的变化,并进行腐蚀试验。试验结果表明:在硫酸溶液中具有良好抗腐蚀性的不锈钢经焊接后,接头部位的抗腐蚀性较母材有所降低,但经激光熔凝后,抗腐蚀性可得到明显提高,这说明激光熔凝对改善不锈钢焊接接头的抗腐蚀性是有效的。