ST14钢与DP600冷轧双相钢激光拼焊工艺研究

采用500 W固体脉冲激光焊接系统对厚度均为1.5 mm的ST14钢和DP600冷轧双相钢进行了激光拼焊试验,研究不同激光焊接工艺下的焊接接头形貌,并对工艺优化后的焊接接头显微组织、静态拉伸进行测试。试验结果表明:当激光焊平均功率为370 W、焊接速度为300 mm/min、焊接电压为260 V时,激光拼焊板焊接接头表面形貌和横截面形貌满足激光焊焊缝质量评价标准要求,该焊接接头拉伸断口位于ST14一侧母材区,屈服强度和抗拉强度与ST14钢母材相当。随着脉冲频率的增加,焊缝的宽度、熔深和热影响区宽度增加。     

超薄NiTiNb记忆合金激光焊焊缝成形及热影响区的组织和性能

采用Nd:YAG脉冲激光器实现了200μm厚热轧态Ni Ti Nb形状记忆合金的激光焊接,研究激光平均功率、激光脉宽和激光频率等主要工艺参数对焊接接头形貌的影响,分析了焊缝热影响区显微组织、力学性能的变化规律。结果表明:激光平均功率、激光脉宽和激光频率需要良好匹配才能获得较好性能的焊接接头。当激光平均功率为16.8 W、激光脉宽为4.5 ms、激光频率为4.5 Hz时,焊缝的抗拉强度最高,达到母材的95%。随着激光平均功率、激光脉宽的增加,焊缝热影响区的宽度先增加后减小。激光频率增加后,热影响区晶粒变粗。当频率为27Hz时,在靠近热影响区的焊缝出现了一个粗大树枝晶区域。母材断口的韧窝大而深,为典型的韧性断裂。焊缝断口的韧窝小而浅,呈鱼卵形。热影响区的显微硬度高于母材的,低于焊缝中心区域的。     

两种不同热塑性塑料之间的激光透射焊接试验

采用英国焊接学会发明的Clearweld吸收剂,进行了透明聚苯乙烯和聚氯乙烯异种塑料之间的激光透射焊接试验,利用正交试验法研究了透明聚苯乙烯和聚氯乙烯之间激光透射焊接质量.对焊接样品进行拉伸测试和切片试验,分析了各焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响.并采用极差法对试验数据进行处理,得到了透明聚苯乙烯和聚氯乙烯之间激光透射焊接的最佳焊接工艺参数,确定各焊接因素对焊接强度影响从大到小的顺序为焊接速度、夹具夹紧力、光斑直径、激光器平均功率、激光器频率、焊后保压时间,对实际生产具有一定的指导意义.     

基于试验设计与统计分析的双相钢激光焊工艺优化

为了优化激光焊接接头力学性能,利用试验设计方法对厚度为1.7 mm的DP600双相钢进行对接焊接试验,采用回归分析得到了激光焊接功率、焊接速度、离焦量、侧吹保护气体流量与接头抗拉强度之间的数学模型. 分析了焊接速度与侧吹气流量对焊缝抗拉强度的交互影响作用. 通过遗传算法优化该模型并得到了最优的焊接工艺参数组合,当焊接功率为1.7 kW,焊接速度为25 mm/s,侧吹气流量为2.4 m3/h,离焦量为-1 mm时焊缝的抗拉强度最大. 验证试验所测的焊缝抗拉强度值与模型预测值的相对误差在5%以内. 结果表明,文中研究可以有效的预测与优化厚度为1.7 mm的双相钢激光焊接质量.     

电动汽车电池极耳镀镍铜箔激光焊接研究

研究了蓝光激光器(波长为450 nm)对多层镀镍铜箔焊接的微观结构及力学性能的影响。将20层(厚度为20μm)镀镍铜箔焊接到0.5 mm镀镍铜片上,研究焊接速度对焊缝形貌以及抗拉强度的影响。对焊缝失效模式的宏观形貌以及断口微观形貌进行分析,并对焊缝的电导率进行测试。结果表明,在激光焊接过程中,熔深易于控制。随着焊接速度提高,焊缝熔深逐渐降低,焊缝抗拉强度先提高后降低,当焊接速度为30 mm/s时,焊缝抗拉强度达到最高,为75 MPa。激光可应用于多层镀镍铜箔的焊接,激光焊接后具有良好的力学性能。     

激光振荡扫描焊接Ti2AlNb/TC4焊缝组织及力学性能

采用激光振荡扫描焊接技术对2 mm厚的Ti-22Al-25Nb合金和TC4合金进行异种金属的焊接试验。研究了激光振荡扫描焊接接头的微观组织演变和力学性能。结果表明,采用激光振荡扫描焊接技术可以获得成形良好、无裂纹、气孔等缺陷的焊缝。焊缝组织主要由B2相和α’马氏体相组成。采用优化的焊接工艺参数时,接头的最大抗拉强度可达TC4母材的88.6%。当激光扫描频率达到500 Hz时,晶粒得到细化,有效提升焊缝的抗拉强度和断后伸长率。     

6061铝合金板激光焊接工艺试验研究

采用功率为1 000 W的光纤激光器对6061铝合金板进行焊接试验,通过对激光功率、焊接速度及离焦量三因素、三水平进行正交试验,得到最大的焊缝强度241. 8 N/mm2,对应的最佳工艺参数为激光功率1 000 W,焊接速度50 mm/s,离焦量1 mm。进一步优化激光调制频率避免焊缝中出现气孔,当激光调制频率为1 000 Hz时,焊缝内部无气孔。     

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.     

动力电池壳体激光焊接工艺

针对动力电池壳、盖激光焊接试验,通过调整激光焊机脉宽、频率、峰值功率等工艺参数,验证不同参数对激光单点能量及焊接平均功率的影响,结合平均功率对焊缝熔深影响及不同熔深状态下与焊缝耐压强度的对应关系,进而优化激光焊接工艺参数,确保动力电池激光焊接过程的稳定性和焊接质量的一致性。     

不锈钢保温杯激光焊接工艺研究

针对304不锈钢保温杯进行激光密封焊接试验,分析了焊接工艺参数对焊缝深度及外观的影响。研究结果表明,当激光功率一定时,离焦量为2 mm以上时,能够获得成形美观的焊缝;随着焊接速度的提高,焊缝深度逐渐减小。当焊接速度为40 mm/s时,得到最佳的焊缝深度、焊缝外观及生产效率。对焊缝微观结构进行分析,结果表明,激光焊接的焊缝宽度与热影响区宽度的比接近3∶1。     

激光焊接环焊缝收弧质量控制研究

收弧坑是激光焊接固有的缺陷,为了减小收弧坑对薄壁环焊缝接头成形及力学性能的影响,对2 mm厚30CrMnSi高强钢筒体进行了激光焊对接试验,研究激光焊接收弧坑形成的原因,分析工艺参数对收弧坑成形的影响,对收弧段焊缝的接头进行了微观组织和力学性能测试。试验结果表明,收弧时间和焊接速度对收弧坑深度影响较大,当收弧时间为2 s,焊接速度从1.2 m/min匀速增加至2.4 m/min可以获得较好的收弧段焊缝成形,收弧坑深度为0.08 mm,拉伸试验表明收弧坑对焊接接头抗拉强度无明显影响,焊缝质量和力学性能满足QJ 20659-2016中一级焊缝要求。     

激光-TIG复合热源焊接参数对镁/钢异种材料焊接接头的影响

采用激光-TIG复合热源的焊接方法对镁和钢异种材料进行焊接,探讨了焊接工艺参数包括激光功率、激光离焦量、焊接速度以及TIG焊接电流对焊缝抗拉强度的影响.结果表明,在焊接过程中,随着激光功率的增大、焊接速度的减小,焊缝抗拉强度随之增大;随着激光离焦量的增加,焊缝抗拉强度呈现先增大后减小的特点;而TIG电流的变化对焊缝抗拉强度影响不大.试验证明,在合适的工艺参数下,能够得到成形良好、力学性能优良的镁/钢异种材料的焊接接头,并且在焊接过程中,激光对镁和钢的连接起主要作用.     

AZ31镁合金激光自熔焊工艺及接头的性能

采用对接激光自熔焊方法焊接4mm厚的AZ31镁合金,通过微观组织分析和力学性能测试研究了激光自熔焊工艺参数对镁合金激光焊接头焊缝成形、组织以及力学性能的影响.试验结果表明:采用试验范围内的工艺参数,可以获得焊缝成形良好、无明显焊接缺陷的接头.焊接速度从3 m/min增大到3.9 m/min,焊缝尺寸和接头抗拉强度变化较...     

DC04薄钢板的脉冲激光焊接工艺研究

采用正交试验优化和金相组织分析以及力学性能测定,对厚度1.0mm的DC04薄钢板进行脉冲激光焊接工艺研究。试验结果表明,焊接过程中脉冲频率是影响焊缝表面形貌的最大因素。获得最佳工艺参数组合是焊接电压260V、脉冲频率20Hz、脉冲宽度12ms和焊接速度275mm/min。焊缝中心区域显微硬度最高,焊接接头的抗拉强度略高于母材。焊缝中心区组织主要为铁素体和少量粒状贝氏体,热影响区组织主要为垂直于焊缝方向的较为粗大的铁素体。     

基于田口法的镁合金激光焊接工艺参数研究

利用Nd:YAG脉冲激光焊接机对镁合金进行对缝焊接工艺试验.以缝焊的最大抗拉强度作为评价焊接质量的品质特性,对影响焊接质量的六项关键工艺参数(保护气体、激光功率、工件移动速度、离焦量、脉冲频率和脉冲波形)利用田口法进行优化设计.依据田口法设计了18种工艺参数组合,每组工艺参数进行3次焊接试验.试验结果表明,激光功率和脉冲波形影响最为显著.通过优化工艺参数可使AZ31B镁合金焊缝获得169 N/mm2的最大抗拉强度.     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

PMMA与304不锈钢激光焊接

研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料与304不锈钢激光焊接热传导技术,采用正交试验法分析聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间的焊接质量. 对焊接后的试样进行拉伸测试和切片试验,用能量密度定量判定焊接结果,分析多种焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响. 利用正交试验极差分析法对试验数据进行处理,获得透明聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间激光热传导焊接的最佳焊接工艺参数. 结果表明,焊接因素对焊接强度的影响从大到小的顺序为焊接速度、脉冲宽度、保护气体流量、峰值功率、光斑直径和脉冲频率.     

喷射成形7055铝合金FSW焊工艺与性能

采用搅拌摩擦焊接方法对厚度为4 mm的喷射成形7055铝合金板进行焊接试验.分析了焊接速度和旋转频率对接头力学性能的影响,对焊缝的显微组织和断口进行了微观分析.结果表明,当焊接工艺参数选择合适时,可得到外形美观,无缺陷的焊缝.另外焊接接头力学性能与焊接工艺参数存在一定的关系,在旋转频率为1 000r/min,且焊接速度为100 mm/min时,可以获得较好的焊接性能,抗拉强度可以达到455MP,断裂形式为韧性和脆性的混合型断裂;焊缝中存在3个组织变化区,其中焊核区内是细小均匀的等轴晶;焊缝显微硬度的最低值出现在前进侧,说明前进侧是焊缝的薄弱环节.     

LY12铝合金电子束焊接头组织和性能研究

采用真空电子束焊对LY12铝合金进行焊接,分析了焊接速度、电子束流对焊缝组织的影响规律,并对接头拉伸性能进行了测试。试验结果表明,随着焊接速度增加或电子束流降低,焊缝组织逐步细化,接头强度增加,当电子束流为18 mA、焊接速度为1000 mm/min时,焊缝组织最细小,接头抗拉强度最高,为373.2 MPa。     

6061-T6铝合金中厚板激光熔透焊接工艺研究

对6 mm厚6061-T6铝合金中厚板进行了高功率光纤激光焊接熔透试验研究,采用单一变量的方法,研究离焦量、焊接速度以及激光功率对激光焊接焊缝成形和焊缝质量的影响。利用显微硬度计和拉伸试验机等仪器测试了焊接接头的力学性能。通过分析试验结果,揭示了激光焊接工艺对其焊缝成形和焊缝质量的影响,采用形状因子对不同的焊接接头形状进行分类,研究其与工艺参数的相关性,讨论了不同形状焊接头的力学性能。结果表明:在保证熔透焊缝的前提下,不同的工艺参数对应的激光焊接接头形状不同,可以分为钉形焊缝、酒杯形焊缝与楔形焊缝。钉形焊缝的硬度平均达到69 HV,抗拉强度达到206.33 MPa,力学性能最好,楔形焊缝次之,酒杯形焊缝的力学性能最差。