铝合金脉冲YAG激光焊脉冲调制参数对焊缝形状参数的影响

以2mm厚LF3铝合金薄板为对象,研究了在平均功率和焊接速度不变时脉冲YAG激光焊脉冲调制参数(脉宽、频率及单脉冲能量)对热导焊缝形状参数(熔深、熔宽及深宽比)的影响规律,并结合脉冲激光焊间断作用的特征,引入"有效峰值功率密度"综合考虑焊接速度、频率、脉宽以及光斑大小对焊缝形状参数的影响.此外,还对脉冲激光焊所形成的特殊的层状焊缝形貌进行研究和分析.结果表明,焊缝形状参数受脉宽及峰值功率密度双重作用的影响.脉冲焊得到的焊缝呈现多层状形貌,层数随频率升高而增多.     

5052铝合金脉冲激光焊接温度场模拟

使用ANSYS有限元分析软件对5052铝合金薄板脉冲激光焊接过程进行温度场模拟,模型使用了三维锥体热源,通过模拟结果与试验结果的对比确认了模型的可靠性。通过分别改变峰值功率、脉宽和频率,分析了各焊接参数对焊缝截面形状及表面最高温度的影响。结果表明,焊缝的熔深、熔宽和表面最高温度均随峰值功率、脉宽或频率的增加而增加,其中,峰值功率对这些焊缝参数的影响最大,脉宽次之,频率最小。采用低单脉冲能量、高频率的参数设定能在获得较低的焊缝表面最高温度的同时,获得一定的熔深。     

工艺参数对304不锈钢脉冲Nd∶YAG激光/TIG电弧复合焊焊缝成形的影响

研究了304不锈钢脉冲Nd:YAG激光TIG电弧复合热源焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,脉冲Nd:YAG激光/TIG电弧复合焊焊缝横截面面积大于单一激光焊焊缝横截面面积与单一TIG焊焊缝横截面面积之和,具有协同效应;激光功率增大时,复合焊焊缝熔深和熔宽均增大,复合焊焊缝横截面面积增大,复合热源热效率也增大;离焦...     

峰值功率和脉冲宽度对激光焊接质量的影响

基于有限元法,以峰值功率和脉冲宽度为参数,建立了304不锈钢薄板激光焊接有限元模型,并进行瞬态热分析,获得了各参数对熔池形状和温度的影响规律。基于正交试验设计,分析了各参数对熔池形状和温度的影响程度,并得出最优参数组合。结果表明:随着峰值功率和脉冲宽度的增加,熔宽、熔深、深宽比和熔池温度增加,当峰值功率为280 W,脉冲宽度大于或等于4 ms时,熔池温度超过材料沸点;峰值功率对熔池形状和温度的影响较脉冲宽度大,最优参数组合为峰值功率为240 W,脉冲宽度为5 ms。分析结果可为激光焊接304不锈钢工艺参数的选择提供理论依据和技术指导。     

不锈钢激光焊焊缝成形的数学模型

在304不锈钢的激光深熔焊中,通过工艺试验,研究了激光焊接工艺参数与焊缝形状参数之间的关系.采用二次通用旋转回归设计方法设计了试验方案.通过对试验数据的统计检验,求出了置信度较高的以功率、速度和离焦量为因子的熔池形状回归方程.通过相关性分析,揭示了各个因子对焊缝成形的影响规律.随着激光功率的增大,熔深、熔宽、束腰高、束腰宽都增加;焊接速度增加时,熔深、熔宽、束腰高、束腰宽都减小,熔宽到一定水平后不再减小,而熔深则一直减小;当离焦量由负离焦向正离焦转变时,熔深和束腰高都呈现先增大后减小的趋势,而熔宽和束腰宽则呈现出相反的趋势.当离焦量水平为0时,熔宽达到最小值.     

不锈钢SUS 301L激光填丝搭接焊工艺

以接头形式0.6+2mm的不锈钢SUS 301L为对象,研究激光填丝焊激光功率、焊接速度、送丝速度3个主要工艺参数对焊缝成形、接头截面形貌及连接强度的影响规律。结果表明,随着激光功率的增加,焊缝熔深和熔宽增大,余高减小;随着焊接速度的增加,焊缝熔深、熔宽、余高均减小;随着送丝速度的增加,焊缝熔深和熔宽减小,余高增大。接头的最大拉力为14.43 k N,断裂在上层薄板母材中,焊缝强度大于母材。     

QBe2.5铍青铜与20~#钢激光点焊接头性能分析

采用低功率脉冲激光实现超薄QBe2.5铍青铜与20~#钢异种材料的激光点焊,分析工艺参数对QBe2.5/20~#钢点焊接头焊缝成形、力学性能和元素含量的影响规律以及显微组织结构。结果表明:随着焊接功率和脉冲宽度的增大,接头焊缝熔深H和熔宽B逐渐增大,且焊缝凹陷越加严重。当焊接脉冲功率为20 W、焊接脉宽为8.0 ms时,其接头抗拉强度可以达到98.36 N。接头主要由富Cu的ε相和富Fe的α相混合组成,而焊缝中Fe元素含量与焊缝总深度L成正相关,Cu元素含量与下凹深度h成反相关。焊接功率和脉宽主要通过改变实际焊缝熔深H和凹陷深度h来改变接头性能。     

薄片状TiNi合金激光焊试验研究

采用脉冲激光对薄片状TiNi合金进行对接焊．研究了激光焊接工艺参数对焊缝表面成形及焊缝组织的影响。结果表明,0．2mm厚TiNi合金薄片脉冲激光对接焊时易出现烧穿;激光峰值功率、脉冲宽度以及脉冲频率对焊缝成形有较大的影响。焊缝熔深和熔宽随着这三个参数的增大而增加。当激光峰值功率为1．0kW、脉冲频率和脉冲宽度分别在5-9Hz和1．5～2.3ms之间取值时,焊缝成形良好。焊缝组织由中心部位的等轴晶和边缘细小的柱状晶组成。     

SUS301L不锈钢激光搭接焊工艺参数对焊缝形貌的影响

采用光纤激光器在3 mm厚不锈钢薄板上进行非熔透型激光焊试验研究。获得了不锈钢光纤激光深熔焊功率密度阈值所在区间,通过测量表征焊缝横截面尺寸的三参数:表面缝宽、中间熔宽和熔深,分析了激光功率P和焊接速度v在不同改变模式下对焊缝横截面尺寸的影响规律。结果表明,焊接速度为5 cm/s时,功率密度阈值位于3.19~3.61 k W/mm~2区间。相同程度地增大P/v,通过增大功率或降低焊速模式,表面缝宽和熔深均会随之变大,但增加功率更为有效,而对中间熔宽的影响略有不同。当保持P/v不变时,同比例增加功率和焊度,表面缝宽基本不变,中间熔宽增大,而熔深先增加后趋于稳定。采用降低焊速方式可更有效地提高搭接接头拉剪强度。     

304不锈钢薄板脉冲激光焊焊接热过程数值分析

针对不锈钢薄板脉冲激光焊接的特点,基于有限元分析软件ANSYS,对0.5 mm厚的304不锈钢薄板脉冲激光焊接的热过程进行三维数值动态模拟.建模时采用实体单元和表面单元结合,并采用焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格,除了施加整体与外界的对流散热条件外,还考虑了工件与夹具之间的传导换热,分析了焊接温度场在工件上的分布规律及工艺参数对焊缝成形的影响,并据此提出了提高不锈钢薄板激光焊焊接接头质量的方案.计算结果表明,熔池的尺寸随输入能量的变化较为明显,在激光加热0.05 s后材料开始熔化,熔池呈现大幅度增长趋势;焊接速度对熔深和熔宽的影响较为显著,熔宽随焊接速度的增加而逐渐减小,熔深几乎与焊接速度成反比,当焊接速度约为0.4 m/min时,熔深为0.5mm以上,工件熔透,且深宽比可达到2∶1.计算所得熔池大小与试验结果基本吻合.     

激光焊接参数对不锈钢搭接焊缝性能的影响

激光焊接功率、离焦量是影响激光焊接质量的重要参数,为研究这几种焊接参数对部分熔透激光搭接焊缝成形及拉伸强度的影响,分别进行不同激光功率、离焦量的激光焊接试验,对比分析不同激光参数下,焊缝尺寸及宏观形貌与拉伸强度的变化规律。试验结果表明:随着激光功率的变化,焊缝熔深、熔宽均会发生变化,熔深对焊接参数的变化更加敏感,在一定范围内熔宽随参数的变化不大;随着离焦量由正变负,熔宽与熔深呈相似的变化趋势,激光焦点位于试板表面以下有利于获得更大熔深的焊缝;部分熔透激光焊缝当母材搭接表面位于熔宽稳定区间时,静拉伸强度主要由熔宽决定,并与熔宽呈正比例关系,与熔深关系不大。     

激光功率对TC4钛合金薄板对接焊缝形貌的影响

使用10 kW连续光纤激光器对1.2 mm厚的TC4合金薄板进行了激光拼焊试验,研究了激光功率(1000、1200、1400、1600 W)对焊缝形貌的影响。研究发现,随着激光功率的增大,焊缝形貌的上熔宽和下熔宽均表现为增大趋势,激光功率越大,上下熔宽的尺寸差异越小。当激光功率为1000 W,焊接速度为1.4 m/min,离过量为+1 mm时,焊后钛合金板材存在未焊透缺陷,熔深仅为0.5 mm,上熔宽为1.4 mm,焊缝形貌呈"漏斗"。当激光功率为1200 W时,焊缝成形良好,焊缝形貌呈上宽下窄的"酒杯"状,焊缝上部出现明显的凹陷。当激光功率增大至1400 W时,焊缝形貌基本不变,上熔宽、下熔宽出现明显的增大。当激光功率继续增大至1600 W时,上熔宽和下熔宽在尺寸上的差异明显减小。     

脉冲频率对脉冲埋弧焊焊缝成形的影响

针对埋弧焊焊缝成形存在的问题,研究了一种采用脉冲电流的埋弧焊工艺-脉冲埋弧焊。以Q235钢板为试验母材,研究了脉冲埋弧焊脉冲频率对焊缝成形的影响。试验结果表明,随着脉冲频率的增加,焊缝的熔深和熔宽先增加后减小,余高大体上逐渐减小。当脉冲频率为15 Hz时,焊缝的熔深熔宽最大,余高最小。脉冲埋弧焊可以减少咬边现象。该研究为脉冲埋弧焊开拓了广阔的应用前景,具有重要的工程应用价值。     

焊接工艺参数对Q345NQR2耐候钢激光焊焊缝成形的影响

对10 mm厚的Q345NQR2钢板采用激光焊,利用统计分析的方法研究激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝熔深及熔宽的影响。结果表明,焊缝熔深主要受激光功率的影响,焊接速度和离焦量对熔深的影响较小。焊缝熔宽主要受焊接速度和离焦量的影响,激光功率对其影响较小。焊缝表面热影响区单侧宽度受激光功率、焊接速度和离焦量影响较小。焊缝中部熔合区宽度主要受焊接速度和激光功率的影响,受离焦量的影响较小。焊缝中部热影响区单侧宽度受激光功率、焊接速度和离焦量的影响均较小。     

激光电源参数对焊缝成型及表面质量的影响

采用400WYAG固体激光器对2Cr13不锈钢进行了激光焊接工艺研究,分析了脉宽、频率、电流、脉冲波形对其焊缝成型及表面质量的影响.结果表明,脉宽增加,焊缝宽度、熔深增加,焊缝凹陷也增加;频率越高,焊缝宽度越窄,熔深越浅;电流增大,熔深、焊缝宽度和焊缝凹陷也相应增加;电流逐渐增大的波形对金属熔化形成熔池具有缓冲作用,焊缝凹陷较小;(200A×4ms+250A×2ms)×20Hz的电源参数适合2mm的2Cr13不锈钢板材的焊接.     

小功率脉冲激光-TIG电弧复合焊的电弧及熔池行为研究

利用小功率脉冲激光-TIG电弧复合焊在2mm厚度的不锈钢上进行堆焊,研究脉冲激光束(持续时间4 ms、峰值300 W、频率15 Hz)对电弧形态、熔池行为和焊缝成形的影响。结果表明,脉冲激光加入后,电弧中心高温区发生膨胀,并将电弧阳极斑点稳定在激光斑点处,TIG电压发生升高。当脉冲激光作用到熔池上时,熔池液态金属迅速向后方流动,熔池长度迅速增大;激光脉冲消失1ms后,熔池长度才开始逐渐减小,2 ms后液态金属向前回流,致使焊缝表面形成了鱼鳞纹,改善了焊缝表面成形。激光-TIG电弧复合焊的熔深是TIG焊的1.77倍,是激光焊熔深的2.6倍。而在相同熔深下,复合焊接速度比TIG焊提高了50%。     

激光功率对TiB_2增强铝基复合材料焊接接头的影响

采用脉冲激光器对厚度为2 mm的Ti B2增强铝基复合材料进行了焊接性试验,分析激光功率对焊缝成形及组织的影响。结果表明:激光功率对焊缝成形的影响较大,随着激光功率的增加,脉冲激光焊接模式由热导焊接转变为深熔焊接模式,焊缝的熔深和熔宽也随着增加,焊缝成形系数由4.19减小到0.997。当激光功率增大到5.5 k W时焊接材料被激光熔透。当激光功率为6 k W时,焊缝区域平均显微硬度值达到最大,为110.4 HV,远高于母材的硬度值,主要是由于焊缝区域弥散分布的Ti B2导致。在合适的激光功率作用下,可以获得成形良好的铝基复合材料激光焊接接头。     

铝锂合金YAG-MIG复合焊焊缝成形特征

基于铝锂合金激光电弧复合焊焊缝成形特征的分析,对5A90铝锂合金YAG-MIG复合焊接工艺展开研究.固定选取合理的焊接位置条件下,讨论了激光功率、焊接速度、焊接电流和热源作用间距等主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律.结果表明,两热源间距在0～6mm之间时有较好的复合效应;激光功率的增加对增大焊缝熔深和背面熔宽起主导作用;焊缝正、背面熔宽随着焊接速度的提高均明显减小,熔深亦有减小趋势;焊接电流加大时,焊缝熔深和熔宽显著增大.     

Nd:YAG激光+脉冲GMAW复合热源焊接参数对焊缝熔宽的影响

通过试验研究了Nd:YAG激光 脉冲GMAW复合热源焊接过程中焊接工艺参数对焊缝熔宽的影响.结果表明,复合热源焊缝熔宽随电弧功率和激光功率的增大而增大,随焊接速度的提高而减小,而光丝间距和离焦量对复合热源焊缝熔宽影响相对较小.复合热源焊缝熔宽远大于激光焊缝熔宽而仅稍大于脉冲GMAW焊缝熔宽,说明在复合热源焊接过程中脉冲GMAW决定焊缝熔宽,这主要是由于激光束加热区域远小于电弧加热区域造成的.试验结果的分析比较还表明,在激光 电弧复合热源焊接过程中激光功率的增大还极大地提高了焊接速度.     

不锈钢活性激光焊工艺研究

以不锈钢SUS304作为试验对象,分别研究了焊接速度、散焦离焦量、激光功率和保护气体等工艺参数以及活性剂和活性元素硫对不锈钢YAG激光焊焊缝成形的影响.试验结果表明,各焊缝表面成形良好,焊接速度和激光功率能明显影响焊缝成形,散焦离焦量和保护气体种类对YAG激光焊焊缝成形的影响较小.与硫含量较低的情况相比,活性剂和活性元素硫含量较高的情况下均能使得焊缝熔宽发生明显收缩,随着热输入量增加,活性剂增加熔深的效果也越明显,表明活性剂对熔深的影响效果与焊接过程的热输入量有密切联系.