铝与铜异种金属激光焊性能与工艺

为了提升铝与铜异种金属激光焊效率及质量,研究铝与铜异种金属激光焊性能与工艺。根据0.5 mm铝板与2 mm铜板,采用单模激光设备和多模激光设备进行焊接试验,通过调节激光焊的单模与双模、激光功率、焊接速度这3个工艺参数,研究工艺参数对焊缝成形的影响以及焊接接头处拉伸性能和硬度的变化规律。根据焊缝成形效果以及焊接接头拉伸性能综合评价焊接质量。试验测得,最佳的激光焊设备是单模激光设备,功率在1 800 W以上、焊接速度50 mm/s时的焊缝成形较好,拉力值在1 700 N以上。采用此参数激光焊焊接铝铜异种金属,能够得到较好的焊缝质量。     

焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响

采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5 mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响.试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MlG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出.在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流.根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形.     

基于逐步回归法研究激光复合焊接工艺参数对焊缝的影响

采用CO2激光-TIG复合焊接3 mm厚的不锈钢板,基于多元线性回归方法,研究了焊接工艺参数对焊缝熔宽及塔深的影响.试验结果表明,对激光-电弧复合焊焊缝熔深影响程度从大到小的焊接工艺参数依次为:激光功率、焊接速度、TIG焊焊接电流和热源间距,其中前2项的影响最为突出;对熔宽影响的焊接程度从大到小的焊接工艺参数依次为:焊接速度、TIG焊焊接电流、热源问距和激光功率,并分别给出了回归教学模型.     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...     

AH36激光电弧复合焊工艺试验与数值仿真研究

采用激光电弧复合焊获得了不同焊接工艺参数下的10 mm AH36钢对接焊焊接接头,分析了不同工艺参数下的焊缝成形特点、金相组织及力学性能,基于有限元软件获得了典型的激光复合焊温度场分布,并针对6 m×6 m×6 mm的大幅面板焊接变形情况进行模拟.研究发现,激光功率可以显著改变焊接熔深,并对焊缝形貌也有一定的影响;焊接...     

激光焊接工艺参数对GW103K稀土镁合金焊缝成形及力学性能的影响

采用光纤激光焊接工艺对4mm厚T6态GW103K稀土镁合金板进行焊接试验,通过改变激光功率、焊接速度、离焦量以及热输入研究了激光焊接工艺参数对焊缝成形以及焊接接头室温、高温力学性能的影响.结果 表明:在单道焊透的情况下,以上焊接工艺参数对焊缝成形均有影响,焊缝背面熔宽受到焊接工艺参数的影响最大.同时焊接热输入对焊接接头...     

激光填丝焊接超薄不锈钢工艺研究

对0.2 mm厚的1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢薄板脉冲激光填丝焊相关的工艺参数对焊缝成形质量的影响进行了研究,分析了焊接接头的组织和力学性能,比较了填丝与非填丝两种情况下获得的焊缝成形质量。结果表明:激光填丝焊相对于非填丝焊有更好的焊缝成形质量;抗拉强度较非填丝焊接接头强度提高了3%,可达到母材抗拉强度的99%;在最佳焊接工艺参数下激光填丝焊接接头的显微组织是由焊缝中心区的等轴晶区和焊缝边缘细小的柱状晶区组成;采用激光填丝焊接超薄不锈钢可为解决非填丝焊焊接接头的凹陷问题提供参考。     

激光焊接KMN钢的工艺参数及组织和性能

通过设计KMN钢板激光自熔焊的正交试验,研究了焊接工艺参数对焊缝的影响。结果表明,在选定的焊接工艺参数范围内,光斑直径对焊缝熔透程度和表面质量有显著影响。经正交试验初步选定激光焊接工艺参数为：光斑直径0.8 mm,焊接速度24 mm/s,激光功率4.2 kW。选出能量密度不同的2组参数,考察焊缝宏观形貌、显微组织和维氏硬度随焊接工艺参数的变化。发现在能量密度较高时,焊缝的熔深、熔宽较大,马氏体板条更粗,对应区域的硬度也略低。由于单板自熔焊与对接自熔焊存在一定差异,故需对优化参数进行适当调整。利用调整后的参数进行激光对接焊,将得到的接头与TIG焊接接头的力学性能进行比较,发现激光焊接头强度和塑性均高于TIG焊,而冲击韧性略低。     

铝合金万瓦级激光-MIG 电弧复合焊缝成形

针对5A06铝合金进行了万瓦级激光-MIG电弧复合焊接工艺试验,分析了激光功率、离焦量、焊接速度、光丝间距对焊缝成形的影响。结果表明,万瓦级激光-电弧复合焊的焊接窗口窄、焊接过程不稳定,焊缝易出现驼峰、凹陷、咬边等缺陷。激光功率、离焦量和焊接速度对焊缝熔深影响较大,激光功率由10 kW增加至30 kW,焊缝熔深增加18 mm,达到29 mm。光丝间距对焊缝熔深熔宽影响较小。通过调节工艺参数,可明显改善铝合金万瓦级激光-MIG电弧复合焊的焊缝成形,适当的工艺参数下,可在达到最大熔深的同时获得具有稳定表面成形的焊缝。     

镁合金激光氩弧复合热源冷填丝焊接工艺

研究了镁合金的低功率激光-氩弧复合热源冷填丝焊接工艺.通过5 mm厚镁合金板材的堆焊试验,研究了焊接电流、焊接速度、钨极高度和热源距离等参数对焊缝成形和焊接熔深的影响,确定了钨极高度为0.75 mm,热源间距DLA为1.2 mm左右的焊接参数范围;在堆焊基础上,进行了2.5 mm厚镁合金板材的对焊试验,实现了单面焊双面成形,焊接速度达1 200 mm/min,焊接接头熔深为单TIG冷填丝接头熔深的两倍,抗拉强度达到母材的95%左右,实现了高速、优质的镁合金冷填丝焊接.另外,简要分析了激光的加入对焊接过程的影响.     

Laser welding of Ti6Al4V titanium alloys

The high strength to weight ratio and excellent corrosion resistance of titanium alloys allow diverse application in various fields including the medical and aerospace industry. Several techniques have been considered to achieve reliable welds with minimum distortion for the fabrication of components in these industries. Of these techniques, laser welding can provide a significant benefit for the welding of titanium alloys because of its precision and rapid processing capability. For pulse mode Nd:YAG laser welding, pulse shape, energy, duration, repetition rate and peak power are the most important parameters that influence directly or synergistically the quality of pulsed seam welds. In this study, experimental work involved examination of the welding parameters for joining a 3-mm thick titanium alloy using the Lumonics JK760TR Nd:YAG pulsed laser. It has been determined that the ratio between the pulse energy and pulse duration is the most important parameter in defining the penetration depth. Also it has been observed the variation of pulse duration at constant peak power has no influence on the penetration depth. Consequently, to increase the penetration depth during welding, the role of the laser parameters such as pulse energy and duration and peak power have been investigated to join 3 mm thick Ti6Al4V.     

基于试验设计与统计分析的双相钢激光焊工艺优化

为了优化激光焊接接头力学性能,利用试验设计方法对厚度为1.7 mm的DP600双相钢进行对接焊接试验,采用回归分析得到了激光焊接功率、焊接速度、离焦量、侧吹保护气体流量与接头抗拉强度之间的数学模型. 分析了焊接速度与侧吹气流量对焊缝抗拉强度的交互影响作用. 通过遗传算法优化该模型并得到了最优的焊接工艺参数组合,当焊接功率为1.7 kW,焊接速度为25 mm/s,侧吹气流量为2.4 m3/h,离焦量为-1 mm时焊缝的抗拉强度最大. 验证试验所测的焊缝抗拉强度值与模型预测值的相对误差在5%以内. 结果表明,文中研究可以有效的预测与优化厚度为1.7 mm的双相钢激光焊接质量.     

铝合金中厚板高功率激光搅拌焊气孔缺陷工艺调控

高功率激光焊接为铝合金中厚板高质高效焊接提供了有效手段,然而面临焊缝气孔多发的问题. 文中开展了铝合金中厚板高功率激光搅拌焊接气孔缺陷的工艺调控研究,阐明了搅拌振幅和搅拌频率对接头气孔率的影响,并提出了工艺参数优化方法. 结果表明,搅拌振幅主要影响光束运动轨迹横向分布和小孔开口面积;搅拌频率主要影响激光光束运动速度和对后方熔池的搅拌次数;搅拌振幅和频率越大,气孔抑制效果越明显,但焊缝熔深难以满足应用要求;通过控制光束运动轨迹和能量密度,可以实现工艺参数的设计,获得大熔深、少气孔的最佳工艺区间,最终得到熔深高达6.4 mm的少气孔焊接接头.     

国产厚板大功率激光填丝焊Y形焊缝的焊接工艺性

大功率激光的高功率密度特征使其成为船用大厚度材料高效焊接最有前景的方法之一.试验完成了10mm和12mm国产船用材料高功率CO2激光填丝焊的工艺设计,分析了焊接过程的光致等离子体行为.结果表明,当功率在13kW以上时随着焊缝熔深的增加斜率明显变缓;对于焊透的焊缝,仅仅用熔宽和熔深不能充分表征焊接参数对焊缝截面的影响;试验建立了激光填丝焊Y形焊缝形态模型,将Y形焊缝抽象成上半部分为梯形,下半部分为长方形的组合图形;在激光功率和焊接速度保持不变的条件下,研究了送丝速度和焊缝间隙变化时焊缝截面形态的变化规律.     

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.     

镁合金激光-氩弧复合焊再制造熔覆成形工艺优化

目的针对镁合金零部件表面损伤和体积损伤的修复问题,采用激光-氩弧复合焊修复技术,通过对工艺参数的优化,制备出组织性能良好、缺陷少的熔覆层,形成相适应的优化修复方案,为镁合金高效修复提供技术支撑。方法采用激光-氩弧复合焊技术在ZM5合金上制备熔覆层,调整送丝速度、焊接电流、焊接速度、激光功率四种工艺参数,研究工艺参数对熔覆层成形性和尺寸的影响。结果送丝速度越小,熔覆层越光滑,呈现为扁平状,且熔宽、熔深较大。当焊接电流大于105A时,激光-氩弧复合焊的强度和焊接效果最好。焊接速度对熔覆层尺寸的影响很大,随焊接速度的增加,熔覆层向细、窄、小发展。当激光功率增加到400 W时,复合焊热输入提高,熔覆层铺展性增强。结论综合熔深、熔宽、余高的离差量,为得到成形性良好、尺寸较大的熔覆层,焊接速度应为5 mm/s,送丝速度应为23 mm/s,激光功率应在400~500 W之间,焊接电流应为120~140 A。     

HC340/590DP钢板激光焊可行性分析

HC340/590DP双相钢在氧化性介质中具有优良的耐蚀性能和高温力学性能,其塑性和韧性较高,且不可淬硬,焊接性能较好。通过分析其化学成分、力学性能和焊接性,利用激光焊技术的1k W激光发生器、激光头、光学系统、机器人、控制系统、夹具系统和外围周边集成等组成的系统进行大量试验、检测及焊接过程控制,确定焊接参数为:焊接速度40 mm/s、功率1 k W、光斑直径0.6~0.8 mm,获得的焊接接头既能焊透又不塌陷,表面成形较好,熔宽合适,确保试件的焊接接头性能满足实际需要,达到生产化的目的。     

铝/钛异种合金激光深熔钎焊试验分析

采用3500W板条式扩散冷却CO2激光器,利用激光深熔钎焊原理对3mm厚6061铝合金和钛合金进行异种金属激光焊接.聚焦激光作用在铝合金一侧为深熔焊,熔化的铝合金浸润钛合金界面形成钎焊接头.拉伸试验发现,断裂均发生在界面处,通过Olympus金相显微镜观察发现断口存在部分未熔合.结果表明,降低焊接速度,并采用合适的偏焦量,负离焦量和偏转角度可以改善界面的熔合.     

Hybrid Laser-GMAW Welding of High Strength Quenched-Tempered Steels

High-strength quenched and tempered (HSQT) steels have been widely used in structural applications where light weight is of primary design interest.Gas metal arc welding is a common way to join QT steels.When GMAW is used to join the HSQT steel,multi-pass is usually required to achieve full penetration.In addition,weld crack is often observed because of HSQT steel’s high susceptibility to hydrogen embrittlement.In addition,due to the large amount of heat input from the arc,the heat affected zone is often softened.This reduces the ductility and strength of welds and makes the weld weaker than the base metal.In this study,a hybrid laser/GMAW process is proposed to produce butt joint for 6.5mm thick HSQT A514 steel plate.Hydrogen diffusion mechanism is first discusses for GMAW and hybrid laser-GMAW welding processes.Metal transfer mode during the hybrid laser/GMAW welding process is also analyzed.A high speed CCD camera with 4000 frame/second is used to monitor the welding process in real time.Welds obtained by GMAW and hybrid laser/GMAW techniques are compared and tested by static lap shear and dynamic impact.Effects of gap between two metal plates and laser beam/GMAW torch spacing on weld property are studied.By appropriately choosing these two parameters,crack-free butt joints with full penetration can be successfully obtained by the hybrid laser/GMAW welding process for HSQT A514 steel plate.