304不锈钢与PA66塑料激光焊接工艺研究

目的 研究304不锈钢和PA66(尼龙)的焊接工艺,提高焊缝剪切强度。方法 采用500 W光纤激光器对异种材料进行搭接焊接实验,对激光功率、焊接速度、离焦量、焊接次数进行四因素四水平正交实验,并且测试焊缝剪切强度。结果 当激光功率为350 W,焊接速度为600 mm/s,离焦量为1 mm,焊接次数为3时,焊缝剪切强度达到最大的58 MPa。极差分析结果表明,影响焊缝剪切强度的因素依次为激光功率、离焦量、焊接速度、焊接次数。结论 微观结构分析结果表明,焊缝在PA66塑料侧呈现韧性断裂;在304不锈钢侧呈现韧性脱落,塑料和不锈钢有紧密的贴合,这种结构有利于提高焊缝的剪切强度。     

环形光斑激光塑料焊接工艺研究

目的 为了提高塑料焊接焊缝的剪切强度,满足实际生产要求.方法 采用环形光斑进行激光焊接试验,通过对激光功率、焊接速度、离焦量工艺参数进行三因素三水平正交试验,得到最佳工艺参数.结果 在最佳工艺参数条件下,即激光功率为50 W,焊接速度为150 mm/s,离焦量为5 mm时,PA66塑料焊缝最大剪切强度为21.6 MPa...     

HDPE激光透射焊接工艺的研究

利用正交试验方法,研究HDPE的激光透射焊接工艺参数对于焊接质量的影响。对焊接样品进行拉伸测试和切片实验,分析各焊接因素对剪切强度和焊缝宽度的影响。结果表明:各焊接因素对焊接强度的影响顺序为:焊接速度→激光器功率→冷却时间→光斑直径→激光器的频率→夹具的夹紧力,并发现激光能量密度过高会导致样品表面焦化形成黑色焊缝,焊缝不均匀则产生伪断裂现象。用极差法确定HDPE最佳焊接工艺参数。     

不锈钢激光-MAG复合焊接头微区性能研究

激光复合焊可用于不锈钢焊接,但激光复合焊接头热影响区小,组织变化梯度大.研究接头微区性能可以确定接头薄弱环节,为焊接接头的工艺评定和断裂分析提供理论依据.为此,本文对4 mm厚SUS301L-HT不锈钢进行激光-MAG复合焊接,采用维氏硬度、微型剪切和微拉伸等试验,研究了焊接接头焊缝、热影响区及母材的微区力学性能,并结合金相、断口扫描等分析了各微区力学性能的差异.结果表明：焊缝区域组织主要为柱状奥氏体树枝晶+少量的δ铁素体;母材的剪切强度和抗拉强度最高,分别为560和1 066 MPa,其次为复合焊接头热影响区,焊缝区域最差,接头硬度分布规律与各微区强度变化趋势一致;运用数学方法,得出了接头微拉伸强度与微型剪切强度、硬度之间关系的经验公式.接头各微区剪切断口和拉伸断口SEM分析呈现典型的韧性断裂特征.     

碳纤维/聚苯硫醚热塑性复合材料电阻焊接工艺

本文针对航空器结构用碳纤维/聚苯硫醚(CF/PPS)复合材料为研究对象，开展电阻焊接工艺研究；利用CF/PPS复合材料混编织物作为电阻元件，成功制备了CF/PPS复合材料层板电阻焊接接头；重点利用Taguchi方法和方差分析获取CF/PPS复合材料层板电阻焊接最佳工艺参数(电流为12 A，压力为1.5 MPa，时间为30 min)及各参数对焊接接头剪切强度的贡献(电流为83.37%，压力为9.55%，时间为6.02%)。最佳焊接工艺参数焊接的接头单搭接剪切强度约为17.88 MPa；同时，对最佳参数焊接试样(H-LSS)和较低剪切强度试样(L-LSS)的焊接接头截面和剪切失效断口形貌进行了观察和分析。结果表明:H-LSS试样的焊缝区域树脂填充和浸润良好，且主要剪切失效形式为层间剪切失效，即为纤维与树脂基体脱黏及CF/PPS织物复合材料断裂混合失效；L-LSS试样的焊缝区域树脂填充和浸润较差，存在较多空隙，且剪切失效形式为焊缝界面脱黏失效。      

薄壁金属包装材料激光焊接工艺研究

本文探讨了激光焊接技术在金属包装制罐领域中的应用前景,通过对0.5mm镀铬马口铁包装金属薄板进行激光对焊试验,分析了主要工艺参数（包括激光功率、脉冲宽度、单脉冲能量）对薄壁金属包装材料焊接性能的影响;通过对焊缝表面形貌质量分析以及焊接强度的检测得到激光焊接0.5mm镀铬马口铁包装金属薄板的最佳工艺参数组合。     

汽车仪表盘黑色塑料激光透射焊接研究

目的 研究汽车仪表盘黑色塑料的焊接方法,提高焊缝强度,满足实际生产.方法 在热塑性聚氨酯塑料的注塑过程中,加入一定比例的黑色有机染料,分析添加不同质量分数的黑色有机染料对透光率的影响.采用激光作为加热热源对黑色热塑性聚氨酯塑料进行焊接.结果 当添加的黑色有机染料质量分数为10％时,得到焊缝表面无痕迹,焊缝强度为131 ...     

高强度钢QP980激光焊接头的微观组织与力学性能

为解决高强度钢QP980在汽车轻量化应用方面存在的成分偏析、淬硬脆化和氢致开裂等焊接问题,开展了QP980钢激光焊接研究,对1.2mm厚QP980钢进行焊接试验,并利用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机和显微硬度计等手段,研究工艺参数对QP980钢激光焊接头微观组织和力学性能的影响。在所选焊接工艺参数下均获得了全焊透及表面成形良好的接头; QP980钢激光焊接头的横截面宏观形貌呈现“沙漏型”,接头可分为焊缝区、粗晶区、细晶区、临界热影响区、亚临界热影响区和母材区;不同工艺参数下接头的焊缝及部分热影响区的硬度均高于母材,且硬度最高值出现在细晶区,在焊缝的两端都存在一个软化区,随着热输入的增加,焊缝及热影响区的宽度变大,软化区也更加远离焊缝中心;不同工艺参数下接头的抗拉强度都能达到母材的强度,屈服强度均高于母材,而接头的伸长率都低于母材,说明在所选焊接工艺参数下,均获得了性能良好的焊接接头。     

金属粉末过滤管与法兰焊接焊缝研究

研究了不同焊接工艺参数下,金属粉末过滤管与法兰焊接焊缝宽度、热影响区宽度、熔深和微观组织以及这些参数与焊缝强度的关系,寻找保证焊缝强度的最小焊接线能量,分析了影响焊接强度的因素.     

ZK60镁合金光纤激光焊接工艺参数及接头性能研究

目的 采用光纤激光对ZK镁合金进行焊接,分析焊接工艺参数对焊接接头性能的影响规律。方法 采用正交实验方法,在焊接过程中对焊接主要的工艺参数比如:激光的功率,焊接的速度,离焦量进行三因素三水平正交实验,采用拉力实验机对焊接接头进行抗拉强度测试,得到抗拉强度最大的工艺参数组合。对焊缝微观组织及断口形貌进行分析。结果 当激光功率为1 400 W、焊接速度为40 mm/s、离焦量为3 mm时,焊缝抗拉强度达到最高的308 MPa,达到母材抗拉强度的95%。结论 在合适的工艺条件下,光纤激光焊接过程中,如果热输入较低,焊接速度过快,导致熔池冷却速度非常快,同时细化了晶粒,提高焊缝接头的综合力学性能。     

超薄铝合金胶粘接及激光焊接工艺研究

目的为了解决厚度为0.05 mm的铝合金在激光焊接过程中,材料发生变形导致的焊穿或者虚焊问题。方法采用在下层铝合金材料表面均匀涂覆粘胶剂,将上下2层铝合金材料进行预固定,然后采用激光焊接,形成焊缝。通过控制涂覆粘胶剂的次数,得到胶层厚度为11.2μm,对涂覆粘胶剂的铝合金进行激光焊接实验。结果当激光平均功率为150W,焊接速度为100mm/s,离焦量为2mm时,焊缝剪切强度最大,为124 MPa,达到母材剪切强度的82%。结论通过粘胶剂预固定后,在激光加热过程中,可以很好地克服材料的变形,让上下材料形成熔池,熔池冷却凝固后熔合在一起形成焊缝,可以解决材料发生变形导致的焊穿或者虚焊问题。     

Mechanical performance of AA6181 refill friction spot welds under Lap shear tensile loading

This study investigates the fracture behaviour of refill friction spot welding welds under shear tensile loading. Overlap joints of 6181‐T4 aluminium were produced in 1.7‐mm sheets by varying the rotational speed from 1900 to 2900 rpm and the welding time from 2 to 3.4 s while keeping the plunge depth constant at 1.75 mm. After shear tensile tests, the samples were analysed using optical microscopy and scanning electron microscopy. The strength of the weld and its ductile/brittle behaviour are associated with the nucleation, growth and propagation of two types of cracks: circumferential cracks and annular cracks. Welds produced with longer welding times (≥3 s) and slower rotational speeds (1900 rpm) had higher strengths, low scattering and high energy absorption prior to failure, while welds produced with short welding times (2 to 2.4 s) resulted in poor joints, especially when they also used high rotational speeds.     

An investigation on friction spot welding of AA2198‐T8 thin sheets

The feasibility of joining 1.6‐mm‐thick sheets of AA2198‐T8 by the novel friction spot welding technology and the resulting microstructural features on the welds cross sections were assessed, with further evaluation of the process parameters on the weld performance. Besides the intrinsic discontinuity related to the interface between the sheets, the hook feature was found to be inherent to the welding process, and its morphology was determinant to the weld performance and fracture mode. A beneficial response on the shear strength was achieved with the minimization of the hook feature because of the absence of a potential site for crack nucleation, although the generation of other defects, depending on the combination of parameters, could erase this benefit. Through statistical analysis, the most influent parameters on the weld performance were plunge depth and welding time. In the present study, regardless of the weld discontinuities, the optimum shear strength revealed a satisfactory performance in mechanical terms for aerospace applications.     

Mechanical performance optimization of similar thin AA 7075-T6 sheets produced by refill friction stir spot welding

Refill friction stir spot welding was applied to weld similar thin AA 7075-T6 aluminum alloy sheets in a spot-like joint configuration without a keyhole. The welds were produced using a small tool consisting of sleeve and probe with diameters of 6 mm and 4 mm, respectively. Design of experiment was employed to optimize the welding parameters in terms of the cross tensile strength by using Box Behnken Design. Based on analysis of variance, it can be concluded that plunge depth strongly affects the mechanical performance of the weld. Optimal welding parameters in terms of rotational speed, plunge depth and speed are identified to reach a cross tensile strength of up to 660 N.     

近红外光纤激光与蓝光半导体激光焊接紫铜工艺对比研究

目的 提高紫铜激光焊接接头的力学性能,并分析激光工艺参数对焊缝外观及焊缝微观组织的影响规律。方法 分别对蓝光半导体激光与近红外光纤激光焊接紫铜的工艺参数进行优化设计,采用光学显微镜观察焊缝的外观形貌,采用拉力机测试焊缝的抗拉强度,采用金相显微镜观察和分析焊缝的微观组织。结果 当采用近红外光纤激光进行焊接时,功率为2 000 W,焊接速度为20 mm/s,焊缝抗拉强度为156 MPa。当采用蓝光半导体激光进行焊接时,功率为500 W,焊接速度为20 mm/s,焊缝抗拉强度为246 MPa,达到母材抗拉强度的80%。结论 由于铜对蓝光波长的吸收率较高,当采用蓝光半导体激光进行焊接时,热量输入较低,焊缝的变形相对较小,并且焊缝中心各个方向上的温度梯度相同,容易形成等轴晶,有利于力学性能的提高。     

基于激光毛化的铝合金/CFRTP激光连接特性研究

目的 针对目前铝合金和碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)直接连接接头强度低的问题,对铝合金表面进行预处理,以提升异种材料的激光连接强度。方法 通过激光毛化工艺在铝合金表面预制微织构,然后利用光纤激光连接铝合金与CFRTP,研究了激光焊接工艺参数对铝合金与CFRTP焊接接头拉剪性能的影响。结果 当激光功率为750 W、焊接速度为0.2 m/min时,铝合金/CFRTP接头拉剪力达到最大值5 209 N,是未激光毛化的接头拉剪力的2.29倍。通过扫描电镜(SEM)对断口进行分析,发现界面断裂形式主要为CFRTP脱出和剪切断裂。采用SEM及能谱仪(EDS)对接头截面进行分析,发现结合界面处存在微观机械嵌合作用,同时在界面处存在元素过渡层。结论 随着激光功率的增大,焊接接头的拉剪力增大,但焊接功率较大会导致热输入过大,造成树脂发生热分解,导致焊接接头拉剪力降低。随着焊接速度的增大,焊接热输入降低,导致焊接过程中树脂熔化量减少,焊接接头的拉剪力降低。界面的机械嵌合作用使焊接接头具有较高的结合强度。