钛合金T形结构激光-电弧复合焊接成形工艺

采用低功率激光诱导电弧复合热源对TC4钛合金进行T形结构件穿透焊接工艺试验。分析激光与电弧复合热源间距(D_(la))、冷填丝条件、热输入对T形件焊缝成形的影响规律,测试分析T形结构穿透焊接接头横截面形貌、微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明,激光-电弧复合焊接方法可以实现钛合金T形结构正面及背面焊缝成形的精确控制。当D_(la)=2时使激光与电弧获得最佳的耦合效果,增强了复合热源的穿透能力,改善了焊缝背面成形;冷填丝的加入能够有效改善焊缝正面的咬边及烧穿问题;激光与电弧热输入的协调是实现焊缝正面熔宽控制的主要因素之一。     

金属夹芯结构制造中的T型接头Stake焊接方法研究

T型接头的Stake焊接方法是实现金属夹芯板焊接制造的关键技术之一.为了论证焊接制造金属夹芯板的可行性,本文通过实验对比研究了在单一激光、TIG电弧和激光-TIG电弧复合等三种焊接工艺下,钛合金薄板T型接头Stake焊接焊缝成形特点及影响因素.结果表明,激光-TIG电弧焊是实现钛合金薄板T型接头Stake焊接的理想工艺,在焊缝组织、焊接效率、焊缝成形、间隙适应性等方面比单一激光或TIG焊接工艺有明显的优势,可以应用于金属夹芯板的焊接制造.     

不锈钢薄壁T型接头的CO2激光及CO2激光-TIG复合焊接

在船舶、高速列车、航空航天工业中大量应用了焊接薄壁T型结构.激光焊接是该类结构最具潜力的连接技术.采用底板顶面施焊的布置方式,进行了不锈钢薄壁T型接头的CO2激光及CO2激光-TIG电弧复合焊接试验,研究了焊接工艺参数对剖口形状、焊缝成形及气孔形成倾向的影响规律.试验结果表明:单激光焊接时,采用优化的工艺参数可实现筋板完全熔合,焊趾过渡均匀、圆滑;但由于小孔瞬间失稳、塌陷形成的气孔难以克服.采用CO2激光-TIG电弧复合焊接能较好解决上述问题,可获得焊趾形状理想、无气孔缺陷的薄壁T型接头.     

铝合金双光束/单光束激光-TIG复合焊

针对4mm厚5A06铝合金,分析了双光束光纤激光-TIG复合焊的焊缝成形特点、气孔率、匙孔动态特征及接头力学性能,并与单光束光纤激光-TIG复合焊对比。结果表明,在获得相同焊缝背面熔宽条件下,与单光束激光-TIG复合焊相比,双光束激光-TIG复合焊的焊缝背面成型连续性、均匀性更优且熔宽波动较小,焊缝气孔率降低50%以上,激光匙孔开口面积平均值更大,波动变异系数更小;双光束激光-TIG复合焊接头抗拉强度、断后伸长率、显微硬度、组织与单光束激光-TIG复合焊结果差别不大。     

Q420B钢窄间隙焊剂衬垫MAG焊焊接工艺试验及应用

为了得到Q420B钢良好的单面焊双面成形焊缝,在实际制作等级焊缝中,不需要使用碳弧气刨清根,使用MAG焊焊接Q420B钢对接试板、采取预留5～6 mm的窄间隙、背面使用焊剂衬垫的工艺方法.通过对焊缝接头进行力学性能试验以及生产应用的证明,该工艺是可行的,不仅焊缝的力学性能满足要求,而且焊缝背面成形良好,无裂纹、气孔、飞溅等缺陷.该工艺适用于对接及T形接头的打底焊,有利于等级焊缝的制作.     

钛合金激光-TIG复合焊接保护状态对焊缝成形及性能影响

用激光-TIG复合热源对2.5 mm厚TA15钛合金进行对接焊试验.利用万能力学拉伸机、红外热成像仪、电子探针（EPMA）、扫描电镜（SEM）等分析手段对焊接接头进行测试分析,并与单TIG焊进行对比.分析焊接工艺参数和接头保护时间对焊接接头形貌和性能的影响.结果表明,实现2.5 mm厚钛合金全熔透焊接时,激光-TIG复合焊比单TIG焊速度更快、热输入更低,焊缝和热影响区更窄,晶粒更细;相同保护条件下,激光-TIG复合焊接头比单TIG焊接头具有更高的强度、塑性和更好的疲劳性能;激光-TIG复合焊缝冷却速率高于单TIG焊,获得良好的保护状态时所需保护时间更短.     

钛合金激光穿透焊的焊缝成形(Ⅰ)

在对钛合金激光穿透焊焊缝成形特征分析的基础上研究了激光焊主要工艺参数对焊缝成形的影响 ,同时对比研究了CO2 激光和YAG激光穿透焊时焊缝成形的差异。研究结果表明 ,在穿透焊条件下 ,CO2 激光和YAG激光焊接钛合金焊缝都具有钉形和近X形两种典型的截面形貌。焊缝成形与焊接热输入及激光功率密度有密切联系。随焊接热输入和激光功率密度的增大 ,焊缝截面由钉形向近X形转变。在采用同样工艺规范获得近X形焊缝成形时 ,YAG激光焊缝的对称度显著高于CO2 激光焊缝。通过调整激光功率、焊接速度和离焦量等激光焊工艺参数 ,可以对焊缝成形进行有效控制 ,提高焊接接头质量。     

钛合金激光穿透焊的焊缝成形（I）

在对钛合金激光穿透焊焊缝成形特征分析的基础上研究了激光焊主要工艺参数对焊缝成形的影响，同时对比研究了CO2激光和YAG激光穿透焊时焊缝成形的差异。研究结果表明，在穿透焊条件下，CO2激光和YAG激光焊接钛合金焊缝都具有钉形和近X形两种典型的截面形貌。焊缝成形与焊接热输入及激光功率密度有密切联系。随焊接热输入和激光功率密度的增大，焊缝截面由钉形向近X形转变。在采用同样工艺规范获得近X形焊缝成形时，YAG激光焊缝的对称度显著高于CO2激光焊缝。通过调整激光功率、焊接速度和离焦量等激光焊工艺参数，可以对焊缝成形进行有效控制，提高焊接接头质量。     

镁合金AZ31B的激光-TIG复合热源缝焊工艺

以AZ31B变形镁合金为主要对象,研究了其激光-TIG复合热源缝焊工艺特点,探讨了缝焊表面成形、缝焊熔深的影响因素以及缝焊缝的抗剪强度变化规律。结果表明,激光-TIG复合缝焊的焊缝为明显的“图钉型”形貌,上部分为TIG电弧焊接成形,下部分为典型的激光焊接成形。镁合金复合热源缝焊具有焊接速度高、焊缝成形美观、焊接参数范围较宽等特点,接头抗剪强度较高,是一种优良的焊接方式。     

消除单面焊双面成形焊缝背面缩孔的一种方法

采用单面焊双面成形方法焊接时,第1层焊缝背面常产生缩孔.为了解决这一问题,经过多年焊接试验找到一种方法:在熄弧时采用两点击穿熄弧法,焊接时焊条与焊缝的夹角在25.～30.,结合月牙形断弧焊操作法,使电弧能深入到熔池根部和背面,加强了对熔池正反两面的保护,从而消除了单面焊双面成形焊缝背面出现的缩孔,焊缝经过X射线探伤合格率可达100％.     

CO_2激光与TIG复合焊接铝合金

以铝合金2A12为主要研究对象,研究CO2激光与TIG复合热源焊接铝合金的工艺特点,设计制造了双焦点激光-电弧复合焊接头,讨论了影响复合焊接的各工艺参数。结果表明:影响复合焊接过程的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、焊接电流、激光焦点位置以及两热源之间的距离等,并且在比较宽的参数范围内CO2激光与TIG复合焊接铝合金焊缝成形美观、无气孔等缺陷,焊速显著提高,是一种理想的焊接工艺。     

Microstructure and mechanical properties of wrought magnesium alloy AZ31B welded by laser-TIG hybrid

The laser-TIG hybrid welding was mainly used to weld the wrought magnesium alloy AZ31B. The tech-nical characteristics of laser-TIG hybrid welding process was investigated and the interactional mechanism between laser and arc was discussed, at the same time the microstructure and mechanical properties of the wrought magnesi-um alloy AZ31B using laser-TIG hybrid welding were analyzed by optical microscope, EPMA, SEM, tensile ma-chine, hardness machine. The experimental results show that the presence of laser beam boosts up the stability of the arc during high speed welding and augments the penetration of weld； the crystal grains of magnesium alloy weld are fine without porosity and cracks in the best welding criterion and the microstructure of HAZ does not become coarse obviously. The elements profile analysis reveals that Mg content in the weld is lower than that of the base metal, but Al content is higher slightly. Under this experimental condition, the wrought magnesium alloy AZ31B joint can be achieved using laser-TIG hybrid process and the tensile strength of the joint is equivalent to that of the base metal.     

激光/等离子电弧复合热源能量参数对钛合金焊缝成形的影响

在对钛合金激光/等离子电弧复合焊与单一激光焊的焊缝成形进行比较的基础上,研究了激光在复合等离子电弧后主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,随激光功率增大和焊接速度降低,复合焊与单一激光焊焊缝的横截面形貌均由钉形向近X形转变.与单一激光焊相比,复合焊焊缝的余高和咬边较大.激光/等离子电弧"协同效应"随激光功率和焊接速度变化而不同,从而影响复合焊焊缝的熔宽和熔宽比.随焊接电流从零增大到60 A,焊缝熔宽略有增大,而焊缝熔宽比基本保持不变.     

添加过渡层的镁合金/钢激光-TIG电弧复合熔化焊接机制

激光-电弧复合热源技术较单一热源焊接技术相比,具有热源能量密度梯度及热力耦合模式可优化设计等特点,成为实现关键零部件精确成形成性焊接制造的重要方法. 文中以镁合金/钢为代表的难固溶不反应异质材料为研究对象,提出多组元液相共存的镁合金/钢激光-TIG电弧复合焊接新思路,利用激光-TIG电弧复合焊接热源所具有的能量密度梯度分布特征,通过添加Cu-Zn过渡层,实现镁合金/钢异种金属高质量熔化焊接,并对铝元素的作用进行了探讨.     

镁合金T形件激光-TIG复合热源焊接

主要研究了激光-TIG电弧复合焊复合模式、热源间距(D_la)和激光脉冲参数对镁合金T形件成形的影响.研究发现TIG-激光的复合模式更有利于T形件的成形.在TIG-激光复合模式下,D_la随着焊接电流的提高而增加时会得到更大的焊接熔深,焊接电流为100 A,D_la为3 mm时可以得到良好的镁合金T形结构件焊缝成形.激光脉宽过小或过大都会对T形结构件焊缝根部的成形产生不良影响,脉冲较小时T形件立板与上板结合处的熔池金属极易产生过烧,从而导致焊接表面塌陷严重,甚至烧穿;脉冲过大时则造成立板与上板结合处熔化不足而产生不熔合现象.     

Welding characteristics in different laser-TIG hybrid manners

An experiment for determining the laser-TIG hybrid welding characteristics was carried oat in three kinds of hybrid methods: CO2 laser-TIG coaxial hybrid, CO2 laser-TIG paraxial hybrid and Nd: YAG laser-TIG paraxial hybrid. The experimental results indicate that hybrid welding has two welding mechanisms in CO2 laser-TIG hybrid welding: deep penetration welding and heat conduction welding. As the effect of the laser-induced keyhole, the arc root is condensed, the current density and penetration depth increase significantly, the welding characteristic is apt to deep penetration welding.When current increases to some degree, the keyhole induced by laser disappears, which produces a shallow penetration and wide bead. The weld exhibits heat conduction welding characteristics. Furthermore, the arc images and weld bead crosssections of three kinds of hybrid manners were also compared and analyzed at different welding currents, which established the foundation for understanding the welding characteristics of laser-TIG hybrid welding comprehensively.     

低功率YAG激光-TIG电弧复合焊接镁合金薄板工艺

以2 mm厚AZ31B变形镁合金薄板为研究对象开展低功率脉冲YAG激光-TIG电弧复合热源焊工艺研究,分析了激光与电弧的能量匹配对焊缝成形的影响规律.结果表明,镁合金薄板低功率YAG激光-TIG电弧复合热源焊接过程中,激光能量与电弧能量之间的相互匹配将直接影响焊缝的表面成形,获得理想焊接接头的工艺参数区间相对较狭小.为使焊缝成形均匀连续,焊接过程中需要对焊缝背面采用氩气进行保护,当保护气体流量为5～10 L/min时获得了具有最佳性能的焊接接头,其拉伸载荷达到镁合金母材的95%以上.     

激光-TIG复合焊接镁合金AZ31B焊接工艺

以变形镁合金AZ3lB为主要研究对象,研究激光-TIG复合热源焊接镁合金工艺特点,利用正交试验分析焊接规范对焊缝成型的影响。试验结果表明,激光束的存在增强了镁台金高速焊接时电弧的稳定性,增大了焊缝的熔深。在最佳的工艺条件下镁合金焊缝成型良好．无气孔、裂纹等缺陷,焊接接头抗拉强度与母材强度相当,表明激光-TIG复合热源焊接是一种理想的镁合金焊接新工艺。