LY12CZ铝合金激光搭焊工艺研究

通过对LY12CZ铝合金填充LY12和A1-Y焊粉激光搭接焊缝的金相组织分析、显微硬度测试,研究如何有效控制JHM-1GX-200B型YAG脉冲式激光器搭焊LY12CZ铝合金的有关工艺参数,从而使焊缝达到较好的性能。研究结果表明,填充LY12和A1-Y两种不同的粉末对LY12材料进行搭焊处理,粉末和基体均结合牢固,但LY12粉焊缝的硬度总体高于A1-Y粉焊缝的硬度。由于焊缝靠近基体位置有退火过程,强化相析出聚集长大,强化作用下降,其显微硬度分布规律由基体向焊缝中心过渡呈现下降的趋势。同时由于焊缝内部气孔、裂纹的缺陷较多,造成焊缝各点硬度分布不均匀,且相差较大。     

薄板拼接激光-电弧复合焊工艺研究

对邮轮薄板焊接试验进行分析,获得薄板拼板对接激光-电弧复合焊最佳可控焊接工艺参数,并对采用激光-电弧复合焊工艺的薄板平面分段生产线的拼板压力架进行方案设计,建立仿真模型,从智能制造角度探讨了邮轮薄板生产线拼板压力架设备数字孪生技术的应用可行性,更好地发挥了生产线的效能,减少了劳动负荷,提高了生产自动化和智能化程度.     

微波组件用硅铝合金的激光封焊工艺研究

对微波组件用硅铝合金的激光封焊工艺开展研究,分析了焊接工艺参数对焊缝组织形貌的影响,并结合有限元仿真,分析了焊接面结构对焊接热裂纹的影响。结果表明:激光峰值功率和脉宽对焊缝形貌和熔深有显著影响;焊接热应力集中在壳体一侧,当焊缝中心距离壳体边缘较远时,容易产生焊接热裂纹。通过对焊接参数的优化和焊接面结构的改进,获得了封装体积大于10 cm³的微波组件,气密性稳定在10^-9 Pa·m³/s量级水平,满足GJB 360方法112中条件C的要求。     

大型激光叠焊系统研究与开发

介绍一种新型激光叠焊系统,利用该系统可将尺寸范围为12.0 m×1.5 m厚度不等的两块不锈钢板重叠焊接在一起.针对大尺寸不锈钢板尺寸大、易变形等特点提出了主-辅式压紧机构,有效地控制了焊接过程中大尺寸板材的变形并消除了板材间隙;设计了ufxyz型四轴联动方案:u轴与x轴同向,u轴驱动钢板进行大范围运动,x轴驱动激光头小范围运动.u轴与x轴的复合运动提高系统精度的同时提高了系统焊接动态响应速度.对实际焊接板材进行试验验证,结果表明使用该系统进行焊接的钢板可承受压强最大能达到6.1 MPa.     

高精度激光光束准直系统设计

为了进一步提高激光光束用作直线基准的精度,建立了基于反射镜平动式光束稳定器以及两点式光束漂移分离法的高精度激光光束准直系统。首先,对系统中基于反射镜平动的光束稳定器进行研究,对其光束偏转原理以及影响因素进行分析,并对两点式光束漂移分离方法进行介绍。然后,对光束偏转单元的分辨力以及偏转范围、所使用的压电陶瓷非线性和迟滞特性、以及光束偏转单元的频率响应特性进行实验测试。最后,对该激光准直系统的激光光束准直精度进行测试。实验结果表明本文提出的光束偏转单元在120μrad范围内的光束偏转分辨力可以达到5 nrad,频率响应特性高于2 kHz;最终激光准直系统的准直精度在二维方向上分别达到1.9×10^-8 rad和2.1×10^-8 rad,相对于现有技术约提高了3倍,满足激光光束用作高精度直线基准的需求。     

脉冲固体激光深熔焊工艺研究

小孔深熔焊是高功率密度能束焊拉的主要特征之一,利用脉冲小孔深熔焊接技术进行了脉冲因体激光的深熔焊研究,为该技术的进一步推广提供有益的经验。     

激光光束质量的评价与应用分析

从M²因子概念出发,分析了M²因子的概念与激光本质参数之间的关系,以及几种典型光束的M²因子,研究了M²因子的局限性,比较了针对不同应用目的的常用激光束质量定义的适用范围,探讨了激光光束质量的影响因素及其控制措施.     

激光摆动焊接6061铝合金板材焊缝成形工艺研究

为了探究激光摆动焊接铝合金的工艺特性,开展了手持摆动焊接头焊接6061铝合金的实验,对比分析了焊接速度、激光功率、振镜速度等工艺参数对焊缝宏观形貌的影响。通过高速相机捕获的实时动态影像,分析了激光摆动焊接匙孔的形成与特征,以及摆动焊接下熔池的形成与保持。实验结果表明,焊接速度与激光功率对焊缝形貌的影响较大,振镜速度应与焊接速度相匹配,即焊接速度慢对应振镜速度低,快速焊接对应振镜速度快。激光摆动焊接的匙孔会随着激光光斑的摆动变大,且匙孔始终位于焊缝中央,激光光束的摆动会搅拌熔池,影响熔池的热力耦合与焊缝成形,形成稳定均匀的鱼鳞纹状焊缝形貌。     

基于单目视觉的激光光束方向标定研究

在由激光位移传感器组成的测量系统中,激光光束的方向是一个关键参数.方位角和俯仰角对于一条激光光束是最为重要的两个参数.本文中提出一种基于单目视觉的激光光束方向测量方法.首先,将CCD相机放置于基础平面上方,保持相机光轴与基础平面接近于垂直状态,并利用误差为10μm的圆孔型标定板建立单目定位模型.然后将激光光束发生装置放置在基础平面上并保持位置固定,同时在基础平面上放置特制靶块,使激光光束可以投射到靶块斜面上并形成一个激光光斑.在基础平面上方放置的CCD相机可以清晰的采集到激光光斑、靶块斜面的图像,应用相关算法提取出光斑质心的二维图像坐标.沿激光光束方向以相等间距移动靶块,通过CCD相机采集每移动一次靶块在当前位置下的光斑、靶块图像.利用相关的转换公式,结合靶块本身固有参数,将光斑质心图像二维坐标转换为基础平面下的空间三维坐标.由于靶块的移动,会得到靶块不同位置下激光光斑质心的三维坐标,将这些三维坐标拟合成空间直线表征待测激光光束.拟合直线得俯仰角即为待测激光光束的俯仰角.实验中,应用高精度仪器对靶块参数进行测定,并使用高精度标定板标定相机内外参数建立相应的定位模型.测量精度主要通过单目视觉定位精度、光斑重心提取精度来保证.结果显示,待测光束的俯角最大误差达到0.02°,光束间夹角的最大误差为0.04°.     

不锈钢车体搭接接头激光非熔透焊接工艺及其拉剪性能

针对高强不锈钢车体常用的301L不锈钢搭接接头,采用不同光斑直径光纤激光器和焊接工艺参数,进行激光非熔透焊接工艺研究,获得了激光焊接工艺参数对焊缝成形质量、表面热影响痕迹、焊缝熔化形状和接头拉剪性能的影响规律,并对激光焊接工艺参数的优化原则和方法进行了讨论。结果表明,对于0.8mm内板(301L-H)和1.5mm外板(301L-1.4318)组合,当激光聚焦光斑直径不小于0.4mm且功率大于2kW时,能在较大的参数窗口内确保搭接接头外观和力学性能满足要求;对于光斑直径为0.4mm的光纤激光器,为确保无热影响区痕迹,应精确控制熔深小于1.4mm,为确保拉剪性能大于等价电阻焊接头,结合面熔宽应大于0.8mm;对于母材强度高于930MPa的301L-H不锈钢板搭接接头,剪切拉伸断裂位置始终位于内外板结合面的焊缝处,接头承载能力与结合面熔宽线性相关。     

基于Design-Expert V7设计的不锈钢激光非熔透搭接焊工艺优化研究

在保证焊接接头的力学性能的前提下,采用Design-Expert V7软件对厚度为0.8 mm/1.5 mm的SUS301L奥氏体不锈钢激光搭接焊接试验进行设计,并通过优化焊接参数来减少焊缝背面微凸变形。为了获得最佳的激光焊接工艺参数,建立一套与每个焊缝特征相关的焊接参数的数学模型。并通过验证试验检验所建立的数学模型的准确性,其误差范围小于5%,可以被用于后续的优化分析。根据优化方案得到最佳的焊接条件是激光功率、焊接速度、激光入射角度和离焦量分别为3.50～3.79 kW、7.40～8.00 m/min、65°和0 mm。同时,通过试验研究和优化分析得出,离焦量只对最优区域的偏移有影响,对最优区域的宽度影响不大,而激光入射角度对最优区域的偏移和宽度均有较大影响。     

1Cr18Ni9Ti激光焊接工艺

研究了激光焊接输出功率、焊接速度、离焦量等工艺参数对焊接深度及焊接宽度的影响.实验分析结果表明,1Cr18Ni9Ti采用一定范围的激光焊接工艺参数可以获得窄而深、热影响区较小的接头宏观形貌.实验结果对不锈钢激光焊接的生产应用有一定的参考意义.     

不锈钢薄板光纤激光焊接的组织与性能

采用GSI的JK-200FL型连续光纤激光器实现了 0.2mm厚304不锈钢片的对接焊.在氩气保护下,优化后工艺参数为激光功率90W,光斑直径0.2mm.焊接速度1200mm/min,获得成形良好,无缺陷的焊缝.采用金相显微镜可见焊缝组织由边缘细小的柱状晶和中心部位细小的等轴晶组成.经硬度测试和弯折测试,表明焊缝处的硬...     

双面超薄不锈钢复合板激光焊接接头组织及耐腐蚀性能

采用同步送粉填充焊的方法,利用Nd:YAG固体脉冲激光对0.1mm+0.8mm+0.1mm不锈钢复合板进行了双面焊双面成形的实验研究。确定了激光焊接双面超薄不锈钢复合板的最佳工艺参数,利用金相显微镜观察分析了焊缝区各区的微观组织特征。结果表明,双面超薄不锈钢复合板填充粉末后激光焊接接头表面成形好,热影响区窄,焊接变形小;焊缝中心为细小的等轴晶,熔合线附近有细晶区,其他区域为柱状晶区,焊缝为残余奥氏体+马氏体+碳化物组织;在硫酸-硫酸铜腐蚀溶液中腐蚀16h后,焊缝表面与腐蚀前没有明显变化,对试板进行180°弯曲试验,未产生晶间腐蚀裂纹。     

不锈钢焊接冶金的研究进展

介绍了奥氏体不锈钢焊缝中铁素体含量、母材和焊缝中合金元素对焊接接头性能的影响，同时还介绍了双相不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢焊接冶金的研究进展，并指出了研究不锈钢焊接冶金的重要意义。     

双相不锈钢制冷凝器SAF2507换热管与316L管板的焊接工艺

塔顶冷凝冷却系统是炼油厂腐蚀最严重的部位，寻求新材料代替碳钢、高合金钢等腐蚀比较严重的材料，是工程应用的需求。文章介绍了双相不锈钢焊接的特点，提出了双相不锈钢制冷凝器SAF2507换热管与316L板焊接工艺，采用不同接头形式、不同的焊接保护气体进行了焊接试验，并通过对焊缝及热影响区组织的金相分析，找出了合理的焊接工艺。     

活性激光电弧复合焊接法研究

为了进一步提高激光电弧复合焊接的熔深,提出活性激光电弧复合焊接法。在氧气的保护下,用小功率光纤激光在待焊焊件表面进行预熔处理,使表面熔化生成一层氧化层,然后用激光电弧复合焊接覆盖氧化层,达到增加熔深的目的。结果表明,激光预熔后进行激光电弧复合焊接,电弧明显收缩,熔深增加1.5倍左右,表面成形良好。激光预熔后,焊缝含氧量增加,熔池表面张力温度系数由负变正,使得复合焊接熔深增加。研究工艺参数对焊缝熔深和熔宽的影响,随着激光预熔功率的增加,熔深增加熔宽减小;随着电流的增加,熔深熔宽都增加,但激光预熔后的焊道增加更快。随着复合焊接速度的增加,熔深和熔宽都减小。随着复合焊接中激光功率的增加,熔深增加,对熔宽的影响较小。利用活性激光电弧复合焊接法,可以得到较为细小的焊缝组织,提高焊接接头的抗拉强度,能达到母材抗拉强度的95%,且面弯和背弯180°后未出现裂纹,表明接头具有良好的韧性。     

焊接参数对304不锈钢激光焊接温度场分布特征的影响

采用红外热像测量的方法,跟踪拍摄304不锈钢激光焊接的过程,研究激光焊接参数对304不锈钢焊接温度场特征的影响。试验结果表明,激光功率一定时,随焊接速度的减小,熔化区域的长度和宽度增大,但温度场分布的基本特征未变;焊接速度一定时,随激光功率的增大,焊缝正面温度场的整体温度升高,特别是熔池后端次高温区的温度显著升高和面积显著增大,但温度场分布的基本特征未变;输入线能量相近时,高功率/高速度组合的“小孔”区域温度较高,低功率/低速度组合的次高温区域的温度较高、面积较大,但是后端焊缝区域的温度较低。     

奥氏体不锈钢的焊条电弧焊

分析了奥氏体不锈钢焊接过程中容易出现问题（晶间腐蚀和热烈纹）的原因;介绍了防止和减少晶间腐蚀、热烈纹的常用措施;讲述了奥氏体不锈钢焊条电弧焊时的注意事项。