钛合金激光穿透焊的焊缝成形(Ⅰ)

在对钛合金激光穿透焊焊缝成形特征分析的基础上研究了激光焊主要工艺参数对焊缝成形的影响 ,同时对比研究了CO2 激光和YAG激光穿透焊时焊缝成形的差异。研究结果表明 ,在穿透焊条件下 ,CO2 激光和YAG激光焊接钛合金焊缝都具有钉形和近X形两种典型的截面形貌。焊缝成形与焊接热输入及激光功率密度有密切联系。随焊接热输入和激光功率密度的增大 ,焊缝截面由钉形向近X形转变。在采用同样工艺规范获得近X形焊缝成形时 ,YAG激光焊缝的对称度显著高于CO2 激光焊缝。通过调整激光功率、焊接速度和离焦量等激光焊工艺参数 ,可以对焊缝成形进行有效控制 ,提高焊接接头质量。     

钛合金激光穿透焊的焊缝成形（Ⅱ）

在前文基础上进一步研究了钛合金激光穿透焊的热源作用模式及熔池流动特点对焊缝成形的影响。研究结果表明，钛合金激光穿透焊的焊缝成形是焊接过程中“两点一线”热源作用模式和熔池流动传热特点所决定的。焊接热输入和激光功率密度对“两点一线”热源作用模式及熔池流动传热特点具有重要的影响。随焊接热输入和激光功率密度的增大，金属蒸气和等离子体的热辐射以及熔池上部和熔池下部的流动传热作用增强，焊缝截面由钉形向近X形转变。根据点、线热源叠加原理获得了“两点一线”热源温度场模型。     

钛合金激光穿透焊的焊缝成形(II)

在前文基础上进一步研究了钛合金激光穿透焊的热源作用模式及熔池流动特点对焊缝成形的影响.研究结果表明,钛合金激光穿透焊的焊缝成形是焊接过程中"两点一线"热源作用模式和熔池流动传热特点所决定的.焊接热输入和激光功率密度对"两点一线"热源作用模式及熔池流动传热特点具有重要的影响.随焊接热输入和激光功率密度的增大,金属蒸气和等离子体的热辐射以及熔池上部和熔池下部的流动传热作用增强,焊缝截面由钉形向近X形转变.根据点、线热源叠加原理获得了"两点一线"热源温度场模型.     

激光/等离子电弧复合热源能量参数对钛合金焊缝成形的影响

在对钛合金激光/等离子电弧复合焊与单一激光焊的焊缝成形进行比较的基础上,研究了激光在复合等离子电弧后主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,随激光功率增大和焊接速度降低,复合焊与单一激光焊焊缝的横截面形貌均由钉形向近X形转变.与单一激光焊相比,复合焊焊缝的余高和咬边较大.激光/等离子电弧"协同效应"随激光功率和焊接速度变化而不同,从而影响复合焊焊缝的熔宽和熔宽比.随焊接电流从零增大到60 A,焊缝熔宽略有增大,而焊缝熔宽比基本保持不变.     

活性剂对钛合金激光焊焊缝成形影响

咬边是钛合金激光焊常见的焊缝成形缺陷,文中将A-TIG焊用活性剂应用于TA15钛合金CO2激光焊的研究结果表明,活性剂不仅可有效地改善焊缝咬边缺陷,而且可降低激光深熔焊的激光功率密度和热输入阈值.同样的焊接工艺参数,活性剂使钛合金CO2激光焊全熔透焊缝的背宽比增大,焊缝表面熔宽减小而中部熔宽增大,但过高的激光功率密度和热输入,活性剂反而影响激光对钛合金的作用,焊缝背宽比减小,表面熔宽增大,可能与金属汽化过于强烈有关.活性剂改善钛合金激光焊焊缝成形的作用主要有三方面,即增加钛合金对激光能量的吸收;降低熔池表面张力,改变表面张力流方向;降低光致等离子体的电离度,缩小等离子体云.     

超薄钛合金激光叠焊焊接特性

文中针对超薄工业纯钛合金激光叠焊工艺进行了探索。采用0.1 mm厚的超薄TA1钛合金板材开展激光焊接工艺试验,分析了TA1金属板激光叠焊焊缝成形缺陷及内部气孔缺陷的形成原因和抑制措施,从离焦量及焊接热输入等方面对工艺参数与焊缝成形的关系进行了研究,最后利用拉伸试验的方式进行焊缝力学性能测试。试验结果表明,通过合理的选择焊接工艺参数可以避免焊穿等缺陷,气孔缺陷主要分布于熔合面两端。随着焊接热输入的增加及离焦量的降低,焊缝逐渐由圆弧形向V形转变进而向X形转变,熔合面宽度逐渐增加。TA1在激光焊接后可以达到燃料电池双极板对母材最低抗拉强度的要求,为TA1钛合金在燃料电池行业的使用提供了依据。     

热输入对5A06铝合金激光填丝穿透焊的影响

在1.2mm厚5A06铝合金YAG激光填丝焊工艺试验的基础上,研究了热输入对激光填丝穿透焊焊缝成形的影响,进一步分析了典型接头的组织性能.结果表明,激光填丝穿透焊接头呈现为U形截面,且热输入被限定在一定狭长区域内.随着热输入的降低,激光填丝穿透焊接头组织更加细小,接头显微硬度提高.致使接头强度虽略有降低,但韧性却得以大幅度改善.     

Nd:YAG激光器焊接钛合金薄板的工艺研究

用Nd:YAG脉冲激光作为焊接热源,对TC4钛合金试板进行了平板堆焊试验,研究了激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,激光焊接电流和脉冲宽度是影响激光焊接模式的主要因素,在低电流和小的脉冲宽度下,易出现匙孔未穿透型焊接,形成V形焊缝;增大激光焊接电流与脉冲宽度时,焊接模式由匙孔未穿透向匙孔穿透型转变,形成X形焊缝。脉冲激光焊接的参数需要合理的匹配,才能获得好的稳定的焊接过程。     

Ti3Al-Nb金属间化合物CO2激光焊工艺

针对高Nb含量的Ti3Al-Nb基合金Ti-23Al-17Nb进行激光焊工艺研究,了解影响钛铝金属间化合物激光焊质量和焊缝成形的工艺因素。研究结果表明,2．5mm厚的Ti-23Al-17Nb合金采用大功率CO2激光焊不产生焊接裂纹,焊缝气孔是主要的焊接缺陷。采用合理的焊前表面处理工艺、全熔透焊接可获得无气孔的焊缝。在所研究条件下,合金具有良好的熔透性,部分熔透和临界熔透时焊缝截面呈钉头型,而稳定的全熔透焊缝则呈“沙漏”形,焊缝熔深并不是完全随焊接热输入的增大而增大,还取决于激光功率密度。接头显微硬度分布呈马鞍形,焊缝的硬度高于母材,近缝区出现峰值,接头的拉伸强度略低于母材。     

TC2钛合金薄板对接大功率CO2激光焊焊接工艺

采用大功率CO2激光焊接设备全面研究了4 mm厚TC2钛合金薄板的焊接工艺,确定了合理的焊接工艺参数,分析了工艺参数对焊接质量的影响,并通过对钛合金激光焊对接接头的拉伸试验证明了工艺试验的合理性。研究结果表明,激光焊接过程中,离焦量对焊缝熔深有很大的影响,正确选择离焦量是保证熔深的必要条件;焊缝熔深随着焊接热输入的增大而增大,针对4 mm厚TC2钛合金薄板,当热输入达到2.4 kJ/cm时焊缝熔透。     

钛合金T形结构激光-电弧复合焊接成形工艺

采用低功率激光诱导电弧复合热源对TC4钛合金进行T形结构件穿透焊接工艺试验。分析激光与电弧复合热源间距(D_(la))、冷填丝条件、热输入对T形件焊缝成形的影响规律,测试分析T形结构穿透焊接接头横截面形貌、微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明,激光-电弧复合焊接方法可以实现钛合金T形结构正面及背面焊缝成形的精确控制。当D_(la)=2时使激光与电弧获得最佳的耦合效果,增强了复合热源的穿透能力,改善了焊缝背面成形;冷填丝的加入能够有效改善焊缝正面的咬边及烧穿问题;激光与电弧热输入的协调是实现焊缝正面熔宽控制的主要因素之一。     

钛合金薄板激光焊接技术研究

通过对BT20，TC4等钛合金板材YAG，CO2激光焊接试验，分析了钛合金激光焊接常见缺陷和防止措施，研究了焊前清理、焊接过程中气体保护、激光焊接工艺参数选择及焊后处理对焊接接头力学性能的影响。     

侧吹气体对不锈钢薄板激光焊接焊缝成形的影响

为了研究侧吹气体对CO2激光焊焊缝成形的影响及其机理,在不锈钢薄板CO2激光焊接过程,用高速数字摄像机拍摄了不同侧吹工艺参数下等离子体的动态变化过程.结果表明顶吹气流和侧吹气流的合流角约为40时焊缝背面熔宽最大,喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊焊缝成形有显著的影响;薄板CO2激光焊过程中工件表面上方的等离子体云团有两种典型的形态,分别对应于一种典型的焊缝形状,即焊透时出现的横截面面积较大的"梯"形焊缝和未焊透时出现的横截面面积较小的"钉"形焊缝.     

侧吹气体对不锈钢薄板激光焊接焊缝成形的影响

为了研究侧吹气体对CO2激光焊焊缝成形的影响及其机理,在不锈钢薄板CO2激光焊接过程,用高速数字摄像机拍摄了不同侧吹工艺参数下等离子体的动态变化过程.结果表明:顶吹气流和侧吹气流的合流角约为40时焊缝背面熔宽最大,喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊焊缝成形有显著的影响;薄板CO2激光焊过程中工件表面上方的等离子体云团有两种典型的形态,分别对应于一种典型的焊缝形状,即焊透时出现的横截面面积较大的"梯"形焊缝和未焊透时出现的横截面面积较小的"钉"形焊缝.     

国产厚板大功率激光填丝焊Y形焊缝的焊接工艺性

大功率激光的高功率密度特征使其成为船用大厚度材料高效焊接最有前景的方法之一.试验完成了10mm和12mm国产船用材料高功率CO2激光填丝焊的工艺设计,分析了焊接过程的光致等离子体行为.结果表明,当功率在13kW以上时随着焊缝熔深的增加斜率明显变缓;对于焊透的焊缝,仅仅用熔宽和熔深不能充分表征焊接参数对焊缝截面的影响;试验建立了激光填丝焊Y形焊缝形态模型,将Y形焊缝抽象成上半部分为梯形,下半部分为长方形的组合图形;在激光功率和焊接速度保持不变的条件下,研究了送丝速度和焊缝间隙变化时焊缝截面形态的变化规律.     

Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝成形的影响

以304不锈钢为对象,借助焊缝成形参数来评价YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,在CMT电弧焊接中加入激光可以改善横焊焊缝成形;在激光能量和焊接电流一定时,光丝间距存在一个最佳匹配,使得Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊焊缝成形良好;与其它复合热源焊接相对比激光功率对熔深影响较大,对横焊焊缝成形的影响程度与焊接电流有关;焊接速度对横焊焊缝成形影响显著;离焦量对横焊焊缝成形影响较小;电弧功率对横焊焊缝的偏离度影响显著.     

激光焊接工艺参数对GW103K稀土镁合金焊缝成形及力学性能的影响

采用光纤激光焊接工艺对4mm厚T6态GW103K稀土镁合金板进行焊接试验,通过改变激光功率、焊接速度、离焦量以及热输入研究了激光焊接工艺参数对焊缝成形以及焊接接头室温、高温力学性能的影响.结果 表明:在单道焊透的情况下,以上焊接工艺参数对焊缝成形均有影响,焊缝背面熔宽受到焊接工艺参数的影响最大.同时焊接热输入对焊接接头...     

其它焊接方法

高压钨极氩弧自动焊接，超薄板的MIG／MAG焊——CMT冷金属过渡技术,Nd：YAG激光＋脉冲MAG电弧复合热源焊接工艺参数对焊缝表面成形的影响,CO2激光-TIG复合热源脉冲协调焊接特性[英],[编者按]     

Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝形貌的影响

以304不锈钢为对象,借助横焊焊缝横断面图像来分析Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝横断面的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝横断面形貌的影响.结果表明,在Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊中,焊接工艺参数对横焊焊缝横断面形貌的影响显著;Nd:YAG激光加入CMT电弧焊中明显提高了复合焊缝以及复合焊中CMT焊缝的熔深;采取适当的焊接工艺参数(小的光丝间距、大的激光功率、小的焊接速度、适合的离焦量以及小的或大的CMT功率)可以避免熔池机械式叠加和焊缝横断面错位现象,使得焊缝成形良好.     

变形镁合金AM60焊接接头的组织与性能

以AM60变形镁合金薄板为研究对象，分别采用TIG焊和CO2激光焊两种方法进行焊接，探讨在不同工艺条件下材料的焊接特点．并从宏观成形、微观组织、力学性能等方面对焊接质量进行评价。试验结果表明：在工艺参数合适的条件下，加焊丝TIG焊和激光焊均能获得成形较好的焊接接头TIG焊接头热影响区较宽．焊缝深宽比小，而激光焊时热影响区不明显，焊缝深宽比大；两种焊接方法所获得的焊缝区组织均为均匀的等轴晶，但激光焊时焊缝组织更细，从而使接头抗拉强度大幅度提高，达到母材的94％左右。