结构形式对多芯片子系统激光密封质量的影响

利用激光焊接的优点,采用ANSYS软件对多芯片子系统Al-50Si壳体与盖板(4047铝合金)激光密封的结构进行分析,并进行了实物验证.结果表明,结构形式是影响多芯片子系统激光密封质量的关键因素,方形结构激光焊缝应力比异形结构高出36%以上(根据ANSYS分析结果),实物验证的方形结构激光焊缝气密性比异形结构低一个数量级.其原因是激光焊接后,方形结构的焊缝因焊接应力产生了焊接裂纹,影响了焊缝的气密性.采用Al-50%Si复合材料制作的多芯片子系统壳体与4047铝合金盖板异形接头形式,可以有效地降低激光焊缝的应力,从而避免焊接裂纹的产生.结果表明,异形结构的焊缝氦泄漏率可以达到8.9×10-9 Pa·m3/s,满足了多芯片子系统壳体气密封装要求.     

20CrMnSi低合金钢激光焊接头的组织与力学性能

在一定焊接参数下,利用氩气做保护气对20CrMnSi钢进行激光焊接,用光学显微镜观察了焊接接头的微观组织,用维氏硬度计测量了焊接接头的显微硬度。结果表明,焊接接头成形良好;焊缝组织为板条状马氏体,中心为细小的等轴晶,边缘为细小的柱状晶;过热区为马氏体和少量的珠光体,不完全正火区为马氏体与铁素体的混合组织;焊接接头的硬度分布不均匀,焊缝的硬度较母材的硬度高,焊缝边缘的硬度比焊缝中心的硬度高。     

激光功率对铝制换热器钎焊接头性能及微观组织的影响

为了改善焊接生产环境,减小能源消耗,提高生产效率,利用小功率光纤激光器对铝制空调换热器进行激光钎焊试验研究,分析了激光功率对钎焊接头性能及微观组织的影响。结果表明:钎焊接头成型良好,焊缝熔合线长度合格;液态钎料的润湿铺展性能随着激光功率增加而显著改善;接头通过基本耐压性能试验及气密性检验的合格率均随激光功率增大而增加;钎焊接头由焊缝区、界面区及母材组成,焊缝主要由α(A1)固溶体及针状或树枝状共晶Si组成,界面区为单相α(Al)固溶体;随着激光功率增大,焊缝晶粒略有长大。     

E36钢光纤激光焊与光纤激光-MIG复合焊接头组织及性能分析

分别采用光纤激光焊接和激光-MIG复合焊接方法焊接6 mm厚E36钢板,研究焊接接头的显微组织、力学性能和腐蚀性能。结果表明:在不同的焊接方法下均可获得全熔透的接头,单激光焊接获得的接头呈现典型的"匙孔型"特征,激光-MIG电弧复合焊时获得的接头呈现复合焊特有的"高脚杯"特征。激光焊接时焊缝区组织主要由板条马氏体组成,激光-MIG复合焊接时,接头焊缝区有侧板条铁素体产生;激光焊接和激光-MIG复合焊接时,焊接接头热影响区组织的物相主要由铁素体、珠光体和少量粒状贝氏体组成。不同焊接方法下接头的抗拉强度和屈服强度变化不大,焊接接头最高硬度均出现在焊缝处。同一焊接方法下,焊接速度为2.1 m/min时焊接接头焊缝区的耐蚀性均比2.4m/min时焊接接头耐蚀性好。     

硅铝壳体激光焊接头组织及性能研究

高硅铝合金因低密度、低膨胀、高导热等优点成为T/R组件壳体的理想材料,但因组织内分布着大量的脆性硅相而焊接性差,易产生裂纹,影响壳体气密性。选取w(Si)50%的硅铝合金作为壳体材料和w(Si)27%的硅铝合金作为盖板材料进行激光焊试验,优化了激光焊工艺参数,研究了接头的组织性能,分析了不同制备方法获取的硅铝合金焊接过程中裂纹缺陷的倾向性。结果表明,焊缝热影响区是焊缝的薄弱环节,易产生气孔和裂纹,优化的焊接工艺参数可获得满足GJB 548B—2005气密性要求的焊缝。     

钛合金激光焊接工艺对比研究

通过单激光焊接、激光填丝焊接、激光-MIG复合焊接三种焊接方法对1.5 mm厚TC4钛合金薄板进行了焊接试验。试验结果表明,三种焊接方法中,单激光焊接接头的焊缝表面成型最优,其焊缝与热影响区也最小;激光填丝焊接接头的抗拉强度最高,为1058 MPa;单激光焊接接头的硬度略高于激光填丝和激光-MIG复合焊接接头的硬度。三种焊接方法的焊缝中心组织均为典型的铸态组织。单激光焊接接头的热影响区中晶粒保持母材的轧制状态,基本为无再结晶区;激光填丝焊接与激光复合焊接接头的热影响区依次为粗晶区、不完全再结晶区和无再结晶区,且晶粒逐渐变小。     

焊接速度对核级不锈钢焊缝组织和力学性能的影响

利用激光焊接工艺焊接核级不锈钢,通过改变激光焊接速度得到不同的焊接接头,研究了不同焊接速度下焊缝区的组织形貌;通过拉伸试验和冲击试验测试了不同激光焊接速度下焊接接头的力学性能。试验结果表明:随着激光焊接速度的增加,焊缝中铁素体含量逐渐增加;焊接接头强度升高,断后伸长率和冲击韧性先增加后降低;激光焊接接头力学性能优于母材。     

多芯片子系统壳体焊缝气密性

介绍了多芯片子系统壳体的技术要求,采用不同的Al-Si复合材料加工成统一结构,进行激光焊接,并对焊件进行检漏,研究了Al-Si复合材料的特性.结果表明,随着Si元素含量增加,从Al-40Si到Al-50Si,Al-60Si复合材料,焊缝氦泄漏率逐渐增大,即焊缝密封性逐渐降低;烧结密度是影响焊缝气密性最主要的因素,随着烧结密度增大,焊缝气密性迅速提高;随着粉末粒度增大,复合材料的焊缝氦泄漏率缓慢增大,即焊缝气密性缓慢降低,用5μm粉末为原料进行热压烧结,制得Al-50Si复合材料的密度高达99.6%TD,焊缝氦泄漏率为0.98×10-9 Pa·m3/s,满足了多芯片子系统壳体气密封装要求.     

304不锈钢激光搭接焊接头的组织及力学性能

采用脉冲激光焊技术焊接304不锈钢薄板。利用光学显微镜、扫描电镜、万能试验机等分析检测手段,研究304不锈钢焊接接头的微观组织特点及激光功率对接头组织及力学性能的影响规律。结果表明,焊缝中心为细小的等轴晶,焊缝边缘为柱状晶组织,热影响区不明显。随着激光功率的增加,焊缝抗拉强度增大。激光功率为2.6 kW时,焊缝抗拉强度达到最大值491.7 MPa。继续增加激光功率,焊缝组织粗化,焊接接头抗拉强度降低。拉伸试样均在焊缝处发生断裂,焊缝中心是焊接接头最薄弱的部位。     

激光焊接工艺对BIM钢结构焊接接头组织与性能的影响

研究了激光功率和焊接速度对DX51D/JFE-HITEN780S不等厚钢结构钢板激光焊接接头成形质量、显微组织和硬度的影响。结果表明,激光功率在1.0 k W及以上时,焊接接头可焊透,且随着激光功率的增加,焊缝正面熔宽和背宽都呈现为逐渐增加的趋势;不同激光功率下的焊接接头焊缝区组织都为板条马氏体+铁素体,且随着激光功率的增加,板条马氏体愈发粗大,焊接接头焊缝硬度平均值呈现逐渐增加的趋势。焊接速度在1600~2400 mm/min时,焊接接头具有较好的焊接成形质量,随着焊接速度的增加,焊接接头焊缝处的正面熔宽和背面熔宽都呈现逐渐降低的特征,焊缝区板条马氏体含量逐渐减少,而铁素体含量逐渐增多,同时焊缝中心的晶粒有所细化;DX51D/JFE-HITEN780S异质钢板适宜的焊接激光功率为1.2 k W、焊接速度为2400 mm/min,此时焊接接头具有良好的焊接成形质量,焊缝区硬度较大且在热影响区中不存在软化点。     

10Ni3CrMoV钢CO2激光多层焊的接头组织与性能

与传统电弧焊相比,激光焊接厚板优势明显。采用纯激光焊和激光电弧复合焊等多道焊接技术实现了28 mm厚10Ni3CrMoV钢的高效焊接,采用光学显微镜分析焊缝、热影响区和焊缝重叠区的组织,激光复合焊缝组织主要为针状铁素体,纯激光焊缝、粗晶区和细晶区组织主要为板条马氏体,激光复合焊缝重叠区组织为粒状贝氏体+马氏体,纯激光焊缝和激光复合焊缝重叠区组织为马氏体+少量粒状贝氏体。测试了焊接接头的力学性能,结果表明,激光复合焊缝金属的冲击韧性较高,焊接接头的抗拉强度和屈服强度与母材相当,延伸率略小于母材,焊接接头的最大硬度小于360 HV,弯曲性能合格。     

Ti-6Al-4V钛合金板材焊接工艺优化

采用电子自动化激光焊接的方法,研究了不同焊接功率和焊接速度对Ti-6Al-4V钛合金板材的焊接成形性、显微组织和力学性能的影响。结果表明,当激光功率或焊接速度相同时,焊缝熔宽、焊缝背面宽度及焊缝横截面积都会随着激光功率与焊接速度的增大而增大;焊接接头抗拉强度受焊缝成形的影响大于焊缝显微组织的影响,接头的抗拉强度与咬边锐度呈反比。     

镀锌钢板激光焊焊接接头组织与性能

采用合理的激光焊接工艺参数对镀锌钢板进行焊接,研究了激光参数对焊接接头组织和性能的影响。结果表明:焊接接头的抗拉强度随着激光功率和焊接速度的增加均呈先增大后减小趋势;焊缝区铁素体组织随着焊接功率的增加长大现象明显,而焊缝区铁素体组织却随着焊接速度的增加而变得细密;焊接接头的焊缝区的硬度均匀,且高出母材很多;焊接接头断口表现出明显的延性断裂特征。     

AZ61镁合金激光焊接接头的组织与性能

采用CO2激光焊接系统对AZ61镁合金材料进行焊接,研究两种不同焊接工艺条件下激光焊接接头的微观组织和化学成分的情况,并对焊接接头进行显微硬度测试和接头拉伸实验。结果表明:AZ61镁合金CO2激光焊接接头成形良好,焊缝区域晶粒明显细化,热影响区减小,焊缝区域主要由细小的-αMg相及(α Al12Mg17)等共晶体组成;焊缝的化学成分中铝含量明显高于母材,而镁含量则低于母材;合金成分铝的增加有利于焊缝区域晶粒细化和力学性能的提高。焊接接头区域的显微硬度和抗拉强度都高于母材,焊接接头具有良好的力学性能,说明CO2激光焊接是焊接AZ61镁合金材料的有效方法。     

5kW全固态激光柔性装备焊接气体保护工艺北大核心

全固态激光器能量大,电光转换效率高,运行成本低,基于此类激光器的加工设备为焊接加工装备的发展方向之一。针对自主研发的全固态激光加工设备,通过研究不锈钢材料对接、搭接接头的外观形貌、熔深、内部质量等进行设备焊接工艺能力开发。通过流体模拟计算,合理利用强气流辅助气路,采用N2气保护来控制金属离子蒸气的体量,以有效增加熔深并获得成形美观高质量的焊缝。     

WNQ570桥梁钢气体保护焊接头的力学性能研究

桥梁箱型结构打底焊缝的焊接主要采用气体保护焊,要求焊接接头必须具有优良的力学性能和时效性能。采用武钢研制的WER70N气保焊丝对两种状态的WNQ570桥梁钢进行气保焊试验。结果表明:接头具有优良的弯曲和拉伸性能;接头焊缝、熔合线及热影响区-40℃冲击功最低可达71 J,韧性-脆性转变温度都在-40℃以下,具有优良的冲击韧性和时效性能;焊缝表层与中心均未出现明显的硬化和软化现象;满足桥梁钢的焊接技术要求。接头的焊缝组织均为细小的先共析铁素体和针状铁素体,过热区组织均为贝氏体。     

哈氏合金激光填丝焊与氩弧填丝焊力学性能分析

为了评价不同焊接工艺对核主泵屏蔽套焊接成形质量的影响,对比分析屏蔽套材料氩弧焊接接头和激光焊接接头的力学性能,通过渗透检测、射线检测等方法确认焊接接头是否存在焊接缺陷,同时评价焊接接头拉伸性能和弯曲性能。结果表明:在保证焊接接头形貌良好、余高较小的条件下,激光焊接与氩弧焊接均可获得无缺陷的焊缝表面,但射线检测底片结果显示激光焊接获得的焊缝宽度更窄,焊缝更均匀;两种焊接方式的焊接接头抗拉性能均优于母材,弯曲实验均未发现开裂现象,说明两种焊接方式获得的焊接接头力学性能基本一致。     

薄板TC4钛合金TIG电弧和激光焊接接头晶粒尺寸与微观组织

对薄板TC4钛合金进行TIG电弧和激光焊接技术研究,重点分析了TIG焊接电流、焊接速度和激光输出功率对TC4钛合金焊接接头晶粒尺寸、微观组织和显微硬度的影响规律. 试验结果表明,在实现薄板TC4钛合金完全熔透的条件下,激光焊接具有更小热输入,接头焊缝区和热影响区宽度也显著降低. TIG焊接接头晶粒尺寸随热输入增加,呈现增加趋势. 随距焊缝中心位置增加,焊接接头晶粒尺寸均逐渐降低. TC4钛合金激光焊接接头焊缝区呈现魏氏组织特征,针状α'马氏体细小. 近缝热影响区组织为网篮状α'马氏体,而近母材热影响区为未转变α相和针状α'马氏体的双相组织. 随距焊缝中心位置增加,马氏体生成量逐渐减少,焊缝显微硬度值呈现降低趋势;同时相比于TIG焊接,TC4激光焊接接头具有更高的显微硬度.     

5kW全固态激光柔性装备焊接气体保护工艺

全固态激光器能量大,电光转换效率高,运行成本低,基于此类激光器的加工设备为焊接加工装备的发展方向之一。针对自主研发的全固态激光加工设备,通过研究不锈钢材料对接、搭接接头的外观形貌、熔深、内部质量等进行设备焊接工艺能力开发。通过流体模拟计算,合理利用强气流辅助气路,采用N2气保护来控制金属离子蒸气的体量,以有效增加熔深并获得成形美观高质量的焊缝。     

6061-T6铝合金中厚板激光熔透焊接工艺研究

对6 mm厚6061-T6铝合金中厚板进行了高功率光纤激光焊接熔透试验研究,采用单一变量的方法,研究离焦量、焊接速度以及激光功率对激光焊接焊缝成形和焊缝质量的影响。利用显微硬度计和拉伸试验机等仪器测试了焊接接头的力学性能。通过分析试验结果,揭示了激光焊接工艺对其焊缝成形和焊缝质量的影响,采用形状因子对不同的焊接接头形状进行分类,研究其与工艺参数的相关性,讨论了不同形状焊接头的力学性能。结果表明:在保证熔透焊缝的前提下,不同的工艺参数对应的激光焊接接头形状不同,可以分为钉形焊缝、酒杯形焊缝与楔形焊缝。钉形焊缝的硬度平均达到69 HV,抗拉强度达到206.33 MPa,力学性能最好,楔形焊缝次之,酒杯形焊缝的力学性能最差。