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%。     

胶层-镍箔辅助激光焊钢/镁接头组织与性能

采用钢板在上、镁板在下且添加胶层-镍箔辅助的激光焊接技术,对厚度1.4 mm的DP590双相钢和厚度1.5 mm的AZ31B镁合金进行焊接, 基于热力学计算选择添加箔片元素,分析接头焊缝形貌、显微组织与力学性能,并对接头熔池温度场和流场进行数值模拟. 结果表明,激光功率1 800 W,焊接速度30 mm/s,离焦量为 + 2 mm,流量为15 L/min的氩气保护的工艺条件下,添加镍箔实现了镁/钢冶金连接,同时添加胶层和镍箔,与单一添加镍箔相比,接头平均抗剪强度提高1.73倍;添加胶层,焊缝连续光滑, 镁侧熔池的熔化宽度增大,钢/镁横向结合面积增加,熔池温度梯度降低,熔池流动速度提高,促进了界面元素相互扩散和冶金反应,因此钢/镁接头性能得到大幅提升.     

镁铝异种金属激光-TIG复合热源焊焊接性分析

采用激光-TIG复合热源和TIG焊接异种金属镁和铝，利用X射线衍射仪、金相显微镜和扫描电镜研究镁和铝焊接接头的微观组织、元素分布。结果表明，TIG焊接镁和铝形成连续的金属间化合物层，导致镁和铝接触的界面开裂，不能实现有效的连接。激光-TIG复合热源由于其焊接速度高和对熔池的快速搅拌作用，使镁和铝形成的金属间化合物由连续的层状变成弥散的状态，改善了异种金属镁和铝的焊接性。镁和铝激光-TIG复合热源焊接的焊缝成形均匀，美观。     

其它焊接方法

5A02／Q235钢Nd：YAG激光·脉冲MIG复合热源熔-钎连接;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;激光-电弧复合焊接咬边缺陷分析及抑制方法; 激光＋GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟——Ⅱ．组合式体积热源的作用模型     

添加铝箔对DP590双相钢/AZ31B镁合金激光熔化焊接头显微组织和温度场的影响（英文）

对DP590双相钢和AZ31B镁合金进行钢上/镁下搭接和钢/镁层间添加铝箔的激光熔化焊试验,采用COMSOL有限元软件对钢/镁熔化焊温度场进行数值模拟。结果表明:添加铝箔可实现钢/镁有效连接,无明显气孔、裂纹和热影响区软化等缺陷,接头结合强度提高;添加铝箔可调控钢/镁层间热量传递,钢/镁熔池分上、下两部分,其相互接触但不发生混合,界面为铁和铝反应生成的AlFe、Al₂Fe和AlFe₃化合物组成的过渡层,促进上、下熔池冶金结合。因此,添加铝箔激光熔化焊是实现钢/镁异种金属连接的有效方法。     

其它焊接方法

5A02／Q235钢Nd：YAG激光·脉冲MIG复合热源熔-钎连接;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;激光-电弧复合焊接咬边缺陷分析及抑制方法; 激光＋GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟——Ⅱ．组合式体积热源的作用模型     

激光离焦量对镁/钢异种金属激光-TIG复合焊的影响

采用激光-TIG电弧复合对接填充镁合金焊丝的形式连接镁/钢异种金属。焊后进行拉伸试验和扫描电镜测试,主要研究不同激光离焦量条件下镁/钢接头的成形、截面形貌、力学性能、断裂位置及界面元素分布。结果表明:随着激光离焦量的增加,在焊缝正面的铺展宽度逐渐增大,而背面的铺展宽度逐渐减小,镁/钢对接界面底部的结合变差,焊接接头所能承受的最大拉伸载荷逐渐减小,最大载荷为离焦量+2 mm的接头,拉伸载荷可达3 367 N(断裂在钢母材侧),断裂形式随离焦量增加由韧窝断裂转变为脆性断裂;对界面分析可知性能最好的+2 mm离焦量接头界面出现Al元素富集的过渡层,实现镁/钢之间冶金连接,而当离焦量大于+6 mm的接头下部界面出现未熔合缺陷。     

镁合金焊接研究进展

围绕提高镁合金焊接接头动载性能以及镁合金与铝合金、钢铁等异质材料连接问题,开展激光诱导/增强电弧复合热源焊接、激光胶接焊等熔焊新技术研究,为镁合金在各种工业场合的应用提供技术支持。文中分析了镁合金/镁合金及镁合金/铝合金、镁合金/钢铁之间的焊接接头异质界面特点,阐述了镁合金本身及其与其它金属之间的焊接性。通过新型焊接方法能够有效地改善镁合金与异质材料焊缝的界面组织,进而实现提高焊接接头强度的目的。     

添加过渡层的镁合金/钢激光-TIG电弧复合熔化焊接机制

激光-电弧复合热源技术较单一热源焊接技术相比,具有热源能量密度梯度及热力耦合模式可优化设计等特点,成为实现关键零部件精确成形成性焊接制造的重要方法. 文中以镁合金/钢为代表的难固溶不反应异质材料为研究对象,提出多组元液相共存的镁合金/钢激光-TIG电弧复合焊接新思路,利用激光-TIG电弧复合焊接热源所具有的能量密度梯度分布特征,通过添加Cu-Zn过渡层,实现镁合金/钢异种金属高质量熔化焊接,并对铝元素的作用进行了探讨.     

AZ31B/TC4填镍夹层激光-电弧对接熔化焊特性

为探求高界面反应温度下AZ31B/TC4异种合金的焊接冶金行为,开展了对1.5 mm厚AZ31B镁合金和1.0 mm厚TC4钛合金板材的对接焊研究。试验采用激光-TIG电弧双面焊焊接工艺,通过控制TIG焊电弧的偏移距离,调控激光与电弧复合热源的能量分布,获得更满意的焊缝成形;通过填镍夹层,改善界面润湿和结合能力。采用扫描电镜、金相显微镜、万能拉伸试验机分析了接头宏微观组织形貌和拉伸性能。研究结果表明:采用激光-TIG电弧双面焊接工艺,能够获得连续、美观、稳定的焊接接头成形,焊接接头的抗拉强度为153.7 MPa;焊接接头横截面呈"楔形"结合形貌,Mg/Ti界面实现熔化焊,钛合金镶嵌在镁合金中间,得到了冶金连接接头;镁/钛界面结合良好,没有裂纹、气孔等缺陷,镁合金铺展在熔化的"楔形"钛合金表面,增大了镁/钛界面的连接面积,进而提高了镁/钛界面的承载能力。     

镁/钢填镍夹层激光-电弧复合对接熔化焊特性

利用激光-电弧(TIG)复合热源的能量密度梯度分布特征,通过添加镍箔夹层,开展了AZ31B镁合金与Q235钢对接熔化焊研究.采用电子万能拉伸试验机、扫描电镜、X射线衍射仪等手段分析了焊接接头的组织特征以及力学性能.结果表明,采用该方法能够实现镁/钢异质金属对接焊接成形,界面结合良好,接头钢侧形成了由Fe,Ni,Al元素构成的明显过渡区,焊缝主要由α-Mg和大量弥散分布的白色AlNi相颗粒组成.焊接接头断裂在钢侧界面附近,断口形貌呈现准解理断裂特征,接头平均抗拉强度为232 MPa,可达镁合金母材的90%.     

Effect of antimony on microstructure and performance of AZ31 magnesium alloy welded joint

0Introduction Magnesiumalloyisthelighteststructuralmetalinin dustrialapplicationwithhighspecificstrengthandrigidity, gooddimensionalstability.Forthisreasonmagnesiumal loyshavehighpotentialforusingasstructuralpartsinau tomobileandelectronicdeviceapplica…     

AZ31B/Q235激光诱导电弧填丝焊连接界面分析

利用激光诱导TIG电弧复合热源,通过添加AZ61镁合金焊丝,开展了1.6 mm厚AZ31B镁合金和1.0 mm厚Q235低碳钢板材对接焊研究.分别采用扫描电镜、电子探针、万能拉伸试验机、金相显微镜等仪器进行分析测试.结果表明,采用激光诱导电弧双面填丝焊接工艺,能够获得成形美观、连续的焊缝,焊接接头平均抗拉载荷为3.13 kN.连接界面包括两部分:镁与钢的对接界面为熔化焊接,主要以界面元素扩散为主;远离对接面的接头上下界面为镁合金在钢基体的润湿铺展连接.焊接接头断裂路径表明,连接界面发生的元素扩散是实现镁合金与钢高性能连接的关键.     

TIG焊接热循环对AZ91D镁合金硬度的影响

采用TIG焊接方法焊接AZ91D镁合金，考察了焊接热循环对镁合金的硬度的影响。结果表明，表面处理过程对镁合金硬度的影响很大；与母材相比，焊缝区组织细小，硬度较高，焊缝区不同部位的硬度存在一定差异。     

镁合金/镀锌钢板电阻点焊接头拉剪断裂分析

针对2.0 mm厚的AZ31B镁合金以及1.0 mm厚的SPHC镀锌钢板,采用kDWJ-17型三相次级整流电阻焊机进行焊接试验,通过对接头的金相观察、扫描电镜分析,结合原子结合能研究点焊接头拉剪断裂特征.结果表明,点焊接头断裂的形式呈现结合面断裂和纽扣断裂两种方式,纽扣断裂抗拉剪力学性能优于结合面断裂,纽扣断裂断口是以韧性断口为主,脆性断裂为辅的混合断口.熔核区以Fe-Al化合物为主时发生纽扣断裂,熔合线边缘晶粒尺寸粗大以及熔核区Fe-Al化合物结合能大,使其断裂位置在熔合线边缘.熔核区以Mg-Zn化合物为主时发生结合面断裂,其Mg-Zn化合物结合能偏小,容易被拉断.     

镁-钢异种金属无匙孔搅拌摩擦点焊过程分析

在最优焊接参数下,对AZ31B镁板和DP600镀锌钢板进行无匙孔搅拌摩擦搭接点焊试验,得到剪切力达到8.7 k N的接头.整个点焊过程分为插入(I)、搅拌与回抽(II)、回抽完毕(III)三个阶段.显微组织分析表明,焊核区,钢的晶粒细长,流向明显.热力影响区,钢和镁合金均发生动态再结晶,钢的晶粒粗长,镁合金晶粒最为粗大,但在搅拌针回抽区域,镁合金晶粒细小且分布均匀,全部为再结晶等轴晶粒.热影响区,钢的晶粒更为粗长,镁合金的晶粒也较为粗大.接头主元素分析表明,(I)阶段,镁与钢的界面没有发生扩散;(II),(III)阶段,在焊核区主元素之间发生了扩散.     

Investigation of corrosion behavior of Mg-steel laser-TIG hybrid lap joints

The paper investigates the corrosion behavior of the lap joint of AZ31 magnesium alloy to Q235 steel with salt solution immersion testing and electrochemical testing. It is demonstrated that grain refinement resulting from the welding process has little effect on the corrosion behavior of the lap joint. However, the cathodic phases formed in the welding process and the galvanic corrosion between magnesium alloy and steel decrease the corrosion resistance of the joint greatly. Besides, neither Cu nor Ni, as filler material, could improve the corrosion resistance of the joint, but the arc-sprayed Al coating acting as a protective layer could.     

Effect of filler wire on the joint properties of AZ31 magnesium alloys using CO2 laser welding

Laser welding with filler wire of AZ31 magnesium alloys is investigated using a CO2 laser experimental system. The effect of three different filler wires on the joint properties is researched. The results show that the weld appearance can be effectively improved when using laser welding with filler wire. The microhardness and tensile strength of joints are almost the same us those of the base metal when ER AZ31 or ER AZ61 wire is adopted. However, when the filler wire of ER 5356 aluminum alloy is used, the mechanical properties of flints become worse. For ER AZ31 and ER AZ61 filler wires, the microstructure of weld zone slws small dendrite grains. In comparison, for ER 5356 filler wire, the weld shows a structure of snowy dendrites and many intermetallic compounds and eutectic phases distribute in the dendrites. These intermetallic constituents with low melting point increase the tendency of hot crack and result in fiagile joint properties. Therefore, ER AZ31 and ER AZ61 wire are more suitable filler material than ER 5356 for CO2 laser welding of AZ31 magnesium alloys.