使用长脉冲高能激光对石英玻璃打孔

为了实现玻璃上的高效快速打孔,研究了使用长脉冲激光在石英玻璃上打孔的方法.通过在玻璃表面镀制ZrO2,解决了石英玻璃对1 064 nm激光吸收弱的问题.使用脉宽为1 ms,波长为1 064 nm的Nd:YAG激光在石英玻璃上打出了深为1.55 mm的锥形孔.研究了激光打孔的能效比,结果显示,当激光的能量密度为6.8 k...     

5A06铝合金激光填丝焊接特性研究

对1.2 mm厚5A06铝合金薄板进行了激光填丝焊试验,发现在较低焊接速度时激光焊不能实现有效焊接的焊接工艺参数,通过添加焊丝却可以获得较好的深熔焊效果,焊缝中只含有少量微小气孔,并分析了焊接效果及气孔的形成机理.激光填丝焊通过添加焊丝可以增加材料对激光能量的吸收率,维持"小孔"的相对稳定,显著改善激光焊在较低焊接速度时的焊缝成形,更好地实现了焊缝的单面焊双面成形.     

高强铝合金厚板窄间隙激光焊接新工艺

针对铝合金厚板激光焊接存在的问题,提出采用窄间隙激光焊接的工艺技术路线,在分析了这种工艺方法的难点后,采用3.5 kW高光束质量扩散冷却slab CO2激光器,通过工艺方案的优化,首次成功实现了20 mm厚铝合金的窄间隙激光焊接.     

激光焊接速度对热轧钢板焊缝质量的影响

测量了激光对接焊后热轧钢板正背表面焊缝宽度，分析了激光焊的焊接速度对热轧钢板焊缝成形和质量的影响。结果表明：只有采用合适的离焦量，才有可能获得较好的焊缝成形质量。在激光焊接功率6kW、离焦量－1．5mm等参数下焊接3mm厚的钢板时，激光焊接速度最佳值为3900mm／min。     

镁合金激光加工技术的研究

在综述国内外镁合金激光切割、激光焊接、激光表面改性等技术的基础上,对镁合金的激光加工技术进行了研究。结果表明：激光切割AZ31B镁合金,切缝窄细平直,垂直度为0．05mm,切面波纹小且分布规律,热影响区不明显;激光焊接镁合金,焊缝成形好,气孔少,热影响区小;AZ31B镁合金激光熔凝处理后,晶粒得到细化,硬度和耐磨性都得到提高。     

光纤激光焊接ANSI304不锈钢中厚板工艺参数研究

随着海工装备和核电工业的发展,对不锈钢厚板的焊接要求越来越高.采用正交试验方法对6mm厚的ANSI 304不锈钢进行光纤激光拼焊,研究了工艺参数(包括激光功率、焊接速度和离焦量)变化对304不锈钢(0Cr19Ni9)焊接结果的影响,结合激光深熔焊原理对试验结果进行了理论分析,并对焊接试件进行了拉伸试验,检测了焊接试件的拉伸性能,获得了6mm厚ANSI 304不锈钢激光焊接的最佳工艺参数.     

光纤激光焊接ANSI304不锈锅中厚板工艺参数研究

随着海工装备和核电工业的发展,对不锈钢厚板的焊接要求越来越高。采用正交试验方法对6mm厚的ANSI304不锈钢进行光纤激光拼焊,研究了工艺参数（包括激光功率、焊接速度和离焦量）变化对304不锈钢（0Crl9Ni9）焊接结果的影响,结合激光深熔焊原理对试验结果进行了理论分析,并对焊接试件进行了拉伸试验,检测了焊接试件的拉伸性能,获得了6mm厚’ANSI304不锈钢激光焊接的最佳工艺参数。     

金属超薄板光纤激光焊接

采用连续激光焊接,焊接速度可以达到50～60mm/s,相对于脉冲激光焊接,生产效率上极具优势。采用波长为1070nm的光纤激光对厚度为0.1mm的304不锈钢超薄板进行连续激光搭接焊,研究了焊接功率、焊接速度和离焦量等焊接工艺参数对焊缝质量的影响规律。实验表明,焊接功率的增加会逐步增加焊缝的熔深和熔宽,当焊接功率达到160W时,焊缝在下层板的熔深陡然增大,出现了不锈钢超薄板的激光深熔焊;此外,相对于负离焦,正离焦更容易得到更深的熔深,但焊缝宽度会略有增加,采用+1mm的离焦量产生大熔深和窄焊宽,因此不锈钢超薄板激光焊接适宜采用正离焦。     

超薄钛壳激光焊接工艺参数对焊缝成形影响研究

受加工工艺、热变形等因素影响,超薄钛壳的密封焊接存在较大的困难。采用Nd：YAG脉冲激光器对0.3mm厚的钛壳进行激光密封焊接,详细研究了激光焊接过程中脉冲激光波形、激光功率、焊接速度、离焦量、侧吹气体流量等工艺参数对焊接成形质量的影响,随后对0.3mm厚的搭接接头进行了显微硬度测量与显微组织分析,最后采用氦质谱检漏对...     

3A21铝合金激光焊与激光-氩弧焊复合焊微观组织及性能比较研究

采用激光焊接与激光-氩弧焊复合焊接2种方式对厚度为2mm的3A21铝合金板材进行对接焊,研究2种焊接方式下焊接接头微观组织、缺陷分布及硬度分布的不同。实验结果显示激光-氩弧复合焊接接头相比激光焊的接头显微组织更细密,且气孔数量明显减少。激光焊接接头的平均显微硬度与复合焊接头平均显微硬度相差不大,分别为52HV左右及51.3HV左右,均明显高于基体平均显微硬度值43HV。     

Effects on mechanical properties in electron beam welding of TC4 alloy by laser shock processing

The surface of TC4 titanium alloy welding line by electron beam welding (EBW) was processed by high power Q-switched and repetition-rate Nd: glass laser. Effects of laser power and spot diameter on residual stress and microhardness of the TC4 alloy welding line by laser shock processing (LSP) have been analyzed. Results show that residual stresses almost do not change as laser power is 45.9 J, spot diameter is ϕ9 mm; While laser power is 45.9 J, spot diameter less than ϕ3 mm, the distribution of residual stress in welding line occurs obvious variation, which residual stress increase obviously with spot diameter decrease. When power density is bigger than 1.8 × 10¹⁰ W/cm², residual stresses of electron beam welding line occur change by LSP, which improve obviously residual stress distribution; while laser power is bigger than 1.2 × 10¹⁰ W/cm², the surface micro-hardness of electron beam welding line occurs change by LSP, which improve obviously micro-hardness distribution. Mechanical properties of TC4 titanium alloy welding line will be improved by LSP, which provides experimental foundation for further controlling the distributions of residual stress and micro-hardness during laser shock processing. __________ Translated from Journal of Jiangsu University (Natural Science), 2006, 27(3): 207–210 [译自: 江苏大学学报 (自然科学版)]     

Jig-free laser welding of Eagle XG glasses by using a picosecond pulsed laser

We have performed the jig-free laser welding on the alkaline earth boro-aluminosilicate glass (Eagle XG, Corning), which is commonly used in the display devices, by using a picosecond pulsed laser. Two sheets of Eagle XG glasses with 0.5 mm thickness each were placed one on top of the other. Due to the jig-free laser welding, there was a very thin air gap between the two glasses, and the experiment proceeded by line scanning. The welding performance was evaluated by observing the optical images from the top view and the bottom view and comparing the line images. We could bond the two glass surfaces on the laser spot, and achieve the successful welding of such glasses in the scanning speeds from 10 mm/s to 50 mm/s with the laser irradiance from 50 TW/cm²(500 J/cm²) to 83 TW/cm² (830 J/cm²). We demonstrated the feasibility of jig-free laser welding on the Eagle XG glass with the welding strength up to 50 MPa.

     

不锈钢板激光光束摆动叠焊工艺研究

采用光纤激光器和D50摆动激光头进行不锈钢板激光叠焊工艺研究,分析了5种激光光束摆动方式对焊缝成形和气孔率的影响规律,并对直线形光束摆动方式下的焊接工艺参数进行了优化。研究结果表明：相对于常规激光焊接,5种激光光束摆动方式焊接均能有效增大叠焊板结合面熔宽,并可抑制焊缝气孔的产生。在直线形光束摆动方式下,随着激光功率增大或焊接速度减小,焊缝熔深和结合面宽度均增大;随着摆动频率增大,熔深则相应减小;随着摆动振幅增大,焊缝截面形状由丁字形向椭圆形、梯形转变。当激光功率、焊接速度、离焦量、摆动振幅和摆动频率分别为3 kW、2.4 m/min、5 mm、1.5 mm和300 Hz时可获得成形好、气孔较少、剪切强度较高的叠焊接头。     

用Nd:YAG激光焊接殷钢薄板材料

用Nd:YAG脉冲激光作为焊接热源,对殷钢材料Invar36分别进行了平板单道焊接试验和对焊试验,分析了工艺参数(激光功率、焊接速度、脉冲宽度和离焦量)变化对焊缝的表面形貌、熔宽以及熔透性的影响.检测了0.85 mm厚的殷钢薄板对焊接头的硬度、成分以及拉伸强度.结果表明:激光功率和脉宽是影响焊缝熔深、熔宽和热影响区面积的主要因素;扫描速度对焊缝表面的鱼鳞状条纹间距影响尤为明显;离焦量主要影响焊缝的宽度和熔透性;合理匹配工艺参数能够实现0.85 mm厚度薄板的对焊,并且获得形貌良好的焊缝.焊缝的组织成分没有发生明显变化,拉伸强度和基体强度相当,显微硬度略低于基体硬度.     

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。     

基于焊缝碾压预成型的长焊缝激光拼焊系统设计

提出基于焊缝碾压预成型的长焊缝激光拼焊系统,其通过焊前对较厚板材边缘进行碾压使材料向焊缝方向塑性变形来填补焊缝间隙,极大地降低了长焊缝激光拼焊对板材直线度的要求。系统结构简便,成本较低,可有效提高焊接速度和焊接质量。介绍了系统组成结构、工作原理及控制方法。焊接结果表明,对于焊前间隙0.5mm板材的焊接,系统能大大提高焊接速度并保证焊接质量。     

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。     

激光焊匙孔特征的近红外与X射线传感分析

由于多传感匙孔特征参数可以有效地反映大功率激光焊接质量状态,本文研究了匙孔特征信息的提取方法并建立了焊缝成形预测模型。以大功率盘形激光焊接304不锈钢为试验对象,应用近红外高速摄像机和X射线视觉成像系统同时提取了焊接过程中的熔池动态图像,并分割出匙孔区域。针对近红外图像,应用矩方法导出匙孔的不变矩特征,同时定义并提取匙孔面积和最前端点纵坐标两个特征;针对X射线图像则提取匙孔深度和熵两个特征。在不同激光功率条件下得到匙孔特征并进行特征融合分析,然后建立了3个BP神经网络焊缝成形预测模型。探索了匙孔形态、焊接条件和焊接状态三者之间的联系,实现了对焊接过程的在线监测。试验结果表明,将两个传感器获取的匙孔特征信息融合并进行主成分分析变换后,熔宽和熔深的预测绝对误差平均值分别为0.18mm和0.57mm,比基于单个传感器获取匙孔特征建立的BP神经网络分别减小了0.03mm和0.31mm,显示提出的方法能够有效在线监测大功率盘形激光焊接状态。