激光摆动模式对铝/钢焊接接头成形特征及组织、强度的影响

铝、钢金属在物理化学性质上的巨大差异使得铝/钢异种接头的优质连接成为焊接领域的难点。采用摆动激光热源实现了6061铝合金和316L不锈钢搭接接头的良好连接,研究了激光摆动模式、摆动频率对接头成形质量、界面组织结构及拉剪强度的影响。结果表明:摆动激光能够增加铝/钢界面的连接面积,减小接头的熔深,有效抑制焊缝中的气孔、裂纹等缺陷;同时,摆动激光能使界面温度均匀并增强对熔池的搅拌作用,降低界面处的冶金反应,有效抑制界面脆硬金属间化合物的产生;摆动激光焊接接头的界面组织主要为Fe(Al)固溶体及少量弥散分布的针状FeAl3相;摆动激光焊接接头的最大拉剪强度可达117.5 N/mm,相比于常规激光焊接接头提高了约45%,接头断裂位置为不锈钢与焊缝交界处。     

不等厚铝/钢激光焊接接头组织与性能研究

为了改善铝/钢连接性能,采用激光技术通过调整工艺参数获得了拉伸强度达到铝母材40%的不等厚铝/钢对焊接头,并对接头焊缝组织、界面化合物、力学性能展开了分析。结果表明,焊接速率为1.8 m/min、激光向钢侧偏置0.3 mm、离焦量为0 mm、激光功率为3.0 kW时,接头抗拉强度达到38 MPa;保持其它焊接参数不变,离焦量为-2 mm时,接头抗拉强度进一步提升至57.7 MPa,焊缝截面形状由酒杯状变为束腰状,熔合线更加整齐,附近裂纹、气孔缺陷明显减少;焊缝界面区域物相衍射与能谱分析表明,沿熔合线垂直方向生长的化合物为脆韧程度不尽相同的FeAl、FeAl₃、Fe₂Al₅和Fe₂CrAl、Fe₃Al;接头整体拉伸断裂模式为脆性断裂,断口表面部分位置连接强度较好,呈凹陷状,检测发现Fe₃Al。此研究结果在提升车身铝/钢连接处性能、车身减重以及节能减排方面具有重要现实意义。     

船用高强钢E36激光焊接接头组织和性能的研究

为了促进船用高强钢E36激光焊接技术的发展,利用YAG激光器对3.2mm厚的E36钢板进行对接焊接处理。分析了焊接接头的微观组织形貌与硬度特性;研究了焊接速度对接头性能的影响。结果表明,E36钢激光焊缝(WZ)金属主要由马氏体构成,其硬度高于母材(BM)。焊接接头硬度分布不均匀,在焊缝边缘有着最高硬度;热影响区(HAZ)很窄,且硬度急剧下降。随着焊速变化焊接接头的性能以及硬度特性也发生变化:当焊接速度达到70mm/s时,焊缝区域的最高硬度达到448.9HV,为所有试样中最高,而其热影响区硬度值下降最快。在垂直于焊缝的负载下,焊接速度为20~60mm/s的拉伸试样均断裂在母材,而焊接速度为70mm/s的试样却断在熔合线附近,塑性明显差于断在母材的试样。     

基于PLC控制的T2紫铜-SUS304不锈钢激光焊接组织与性能研究

采用激光深熔焊方法对T2紫铜和SUS304不锈钢进行了焊接处理,研究了基于PLC控制的光束偏移对焊接接头显微组织和拉伸性能的影响.结果表明:不同光束偏移量的T2紫铜-SUS304不锈钢焊接接头的剖面形貌中均呈现铜侧平直、钢侧沙漏状形态;光束正偏移时焊缝较窄、负偏移时焊缝较宽;光束正偏移时的铜侧热影响区宽度明显大于光束负...     

两种光束偏角下的铜-钢激光焊接工艺

铜具有很高的热导率和激光反射率,在铜-钢激光焊接过程中铜侧易出现未熔合和咬边缺陷,针对这一问题,使用4 kW光纤激光器进行两种激光光束偏角下的T2紫铜和SUS304奥氏体不锈钢的激光焊接工艺研究,发现激光光束向钢侧偏转能显著增加铜的熔化量,进而抑制焊缝成形缺陷,促进焊缝组织混合,优化焊缝连接形式,并促使铜侧界面处成分平...     

激光焊接参数对微米晶粒钢焊接接头成形组织性能的影响

论述了与其它焊接方法相比,激光焊接微米晶粒钢的优越性. 实验分别在3 kW和6 kW两种不同的CO2激光器上进行.焊接材料为3 mm厚SS400微米晶粒钢.实验研究了不同激光能量输入情况下,焊接接头各区域的硬度、尺寸及组织转变特点.并对能量输入差别较大的不同焊接方法(激光、等离子弧、MAG)焊接微米晶粒钢的焊缝宏观形貌、晶粒度、硬度及冲击韧性进行了对比研究.结果表明:1)激光焊接超细晶粒钢焊缝和热影响区的尺寸比等离子弧和MAG焊接的要窄得多,焊缝晶粒度为后两者的十分之一左右,激光焊接是高质量焊接微米晶粒钢的首选焊接方法;2)激光焊接微米晶粒钢接头没有出现软化区,大能量输入的等离子弧及MAG焊接接头出现了软化区,冲击结果显示激光焊缝比等离子弧焊缝的冲击韧性高出50%以上.(OE14)     

医疗器械用高氮不锈钢薄板激光焊接接头的组织与性能

高氮奥氏体不锈钢具有良好的强韧性,且可避免不锈钢中镍离子引起的生物过敏反应,在医疗器械方面具有广泛应用前景.焊接性是高氮钢的重要应用性能.本文利用激光对3mm厚的高氮钢进行了焊接,研究了高氮钢激光焊接接头的组织、力学性能及其变化规律.研究结果表明,高氮钢激光焊接焊缝组织为奥氏体和少量的δ-铁素体,接头没有出现软化区,拉伸实验均断在母材处.焊缝具有较高的冲击韧性.     

光束偏移量对金刚石锯片激光焊接质量的影响

光束偏移量是金刚石锯片激光焊接的一个重要的工艺参数,它直接影响焊缝中的气孔、成分及其分布和组织。     

稀土添加层对钢/铝激光搭接焊接头组织与性能的影响

采用光纤激光对钢/铝异种金属进行激光搭接焊,研究稀土添加层对接头界面过渡区微观组织、元素分布、析出相以及力学性能的影响.结果表明:在激光功率2.0 kW,焊接速度3 m/min,离焦量+2 mm工艺参数下,可以获得宏/微观成形良好的焊接接头.研究还发现,添加层中稀土 Y可以有效调控钢/铝界面的冶金反应,促使界面形成Fe...     

超高强钢DP780盘片激光焊接接头组织与性能研究

采用4000W盘片式Yb:YAG固体激光器,利用激光深熔焊原理对1.2mm厚的超高强钢DP780进行激光对接焊研究.利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析测试手段,研究了DP780激光焊接头的微观组织特点及激光焊参数对接头组织与力学性能的影响规律.结果表明,焊缝组织主要由板条马氏体及贝氏体构成,其大大提高了焊接接头熔合区的显微硬度.在焊接接头存在有软化区,其不会因速度增加而消失,但较高的焊接速度能减小软化区的宽度.焊接接头的抗拉强度要高于母材,熔合区显微硬度的升高是造成接头杯突值下降的主要原因.     

QP980高强钢小光斑激光焊接接头组织与性能研究

采用光斑直径为0.1 mm的激光束对2 mm厚QP980先进高强钢进行激光焊接。借助光学显微镜、扫描电子显微镜、万能材料试验机和显微硬度计等工具,研究焊接速度对接头成形、组织演变及力学性能的影响,研究发现,随着焊接速度的减小,横截面形貌从“钉”形逐渐过渡为“沙漏”形,最后变为“直筒”形。焊缝熔化区马氏体形态粗大,热影响区主要由较为细小的马氏体构成,硬度均高于母材;回火区由于母材马氏体发生分解,使得该区域硬度比母材低,但随着速度的增加,马氏体分解程度逐渐降低。由于焊缝的硬化,焊接接头断后延展率降低,不同焊接速度下的拉伸断口形貌表明均为韧性断裂。     

超细晶粒钢激光焊接接头的组织性能研究

研究经过度变形得到的超细晶粒钢Q235的激光焊接特性.结果表明超细晶粒钢在激光焊时会因形变晶粒发生再结晶而在接头中出现软化区,区域大小受焊接工艺参数的影响,高激光功率和高焊接速度可以产生很窄的再结晶区,从而使接头强度高于母材.拉伸试样断口形貌属延性断裂.     

金刚石锯片激光焊接的微观组织与性能研究

从金刚石锯片的激光焊接接头的微观结构,分析了焊接接头的各区域的显微组织分布、基板组织状态及后处理对焊接性能的影响,研究了提高焊接性能的主要途径。     

激光摆动焊接的功率对钢/铝焊接接头的影响

为了研究不同激光功率对摆动焊接钢/铝材料的影响,采用大功率碟片激光器和PFO3D摆动接头相结合,对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验.结果表明,1400W～1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W时,焊接接头的金相组织为低碳马氏体,显微硬度的最低值和最高值分别位于热影响区和焊缝...     

铝硅涂层钢摆动激光填丝焊接接头组织和性能

采用摆动激光填丝焊接Al-Si涂层22MnB5钢,研究摆动频率对焊接接头的组织和力学性能的影响。并与常规激光自熔焊接（LW）进行对比,讨论摆动激光填丝焊接（OLFW）工艺对δ-铁素体的抑制作用。结果表明,LW焊缝表面出现下凹,而OLFW工艺能够改善焊缝成形,并降低焊缝中α-铁素体的含量。当摆动频率为200 Hz时,α-铁素体的体积分数最低（11.51%）。高含量的α-铁素体造成LW接头的平均硬度、抗拉强度、延伸率分别降低至392 HV、1440 MPa、1.92%。与LW相比,热冲压前摆动激光填丝焊接样品2(OLFW2)焊缝中Al的平均含量（质量分数）由2.16%降低至1.38%。热冲压后OLFW2接头的平均硬度、抗拉强度、延伸率分别提高至471 HV、1561 MPa、3.1%,分别提高了20.2%、8.4%、61.5%。焊缝中α-铁素体的形成和不均匀分布是造成LW和OLFW2接头断裂在焊缝的主要原因。     

激光摆动路径对钢/铝点焊接头组织与性能的影响

钢、铝两种材料因为物理性能和化学成分上存在较大差异,导致钢铝焊接成为难点。为了得到高质量的钢/铝接头,采用7种激光扫描路径对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行搭接点焊试验。研究激光扫描路径对钢/铝接头宏观形貌、金相组织、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明:扫描路径的变化对接头的影响较大,相比于常规焊接,摆动焊接的接头具备更好的连接质量,焊缝表面成形效果更好;钢/铝接头主要由马氏体和铁素体组成,使用激光摆动点焊的接头晶界明显,在马氏体和铁素体交界处有少量的片状珠光体,且焊缝各处的晶粒种类无较大差异,因此焊缝各处力学性能相同,减少受力后,出现应力集中的现象;摆动点焊钢/铝接头的力学性能得到提升,钢侧接头的最大显微硬度可达450 HV,是常规的1.06 倍,剪切强度为83 N/mm,是常规焊接的2.12 倍。     

调质状态下30CrMnSiA钢的激光焊接接头性能与组织

研究了调质状态下激光焊接 30CrMnSiA钢时焊缝的金相组织、显微硬度及热影响区性能变化 ,分析了焊接接头的拉伸机械性能及拉伸试样断口形貌。结果表明 ,在焊接参数匹配和工艺技术措施选择合理的情况下 ,采用激光焊接调质状态下的 30CrMnSiA钢 ,焊接接头的性能和组织优良 ,热影响区硬化、脆化和软化等性能上的变化问题并不突出 ,焊后不需热处理即可保证焊接接头的性能。调质状态下 30CrMnSiA钢激光焊接工艺参数选定的主要出发点应是防止裂纹和保证焊缝表面成形质量。