基于SPA的6061铝合金脉冲激光焊接工艺参数优化

以激光峰值功率、焊接速度、脉冲宽度、离焦量为优化工艺参数，以焊接接头的抗拉强度、断后伸长率、焊缝熔深、焊缝宽度为综合优化工艺目标，运用正交试验与集对分析相结合的方法对6061铝合金脉冲激光焊接工艺进行了多目标优化. 通过正交试验获得数据样本，利用集对分析法对数据分析以实现工艺参数的优化. 首先确定单工艺目标与理想解的同一度、对立度、贴近度，然后以单工艺目标贴近度的权重和表示综合工艺目标的贴近度. 最后根据不同工艺参数、不同工艺水平的综合工艺目标的平均贴近度确定最佳工艺. 优化结果为:激光功率3.5 kW、焊接速度2.4 m/min、脉冲宽度4.0 ms、离焦量-1 mm.     

5A06铝合金激光填丝焊工艺研究

针对1.2 mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺.试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析.研究结果表明:优化工艺参数可以显著改善焊缝成形;与激光焊相比,激光填丝焊接工艺范围明显扩大;激光填丝焊的最大容许间隙裕度可以提高至0.6～0.9 mm.表明了YAG激光填丝焊工艺是实现5A06铝合金薄板焊接的有效方法.     

6061铝合金薄板单脉冲与双脉冲MIG焊接比较分析

为了探究不同焊接工艺参数对6061铝合金薄板脉冲MIG焊输入能量及焊缝显微组织的影响,利用数字化多功能焊接电源对6061铝合金薄板进行了单强脉冲、单弱脉冲和双脉冲堆焊试验,并进行焊缝的形貌、金相组织分析和硬度检测。结果表明,提高焊接速度和调节低能量脉冲基值时间可以降低热输入,低热输入下焊缝冷却速度较大。通过增大基值时间来降低热输入的方式能够细化焊缝组织的晶粒,且增大焊接速度可以提高焊接接头的硬度。     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...     

脉冲光纤激光-MIG复合焊接A7N01铝合金接头组织及力学性能

研究了光纤激光的连续输出、脉冲调制输出与MIG电弧复合焊接A7N01铝合金的工艺特性,并对比研究了两种激光输出方式下焊接的A7N01铝合金接头组织和力学性能。结果表明:脉冲与连续激光-MIG复合焊接铝合金焊接接头主要差异在于焊缝内部气孔数量和分布位置不同。脉冲激光在一定程度上能起到增强熔池流动性,促使气泡上浮的作用,焊缝气孔的数量明显减少,只有少量气孔分布在焊缝的上方;但过高的脉冲频率会引起焊缝内部气孔数量的增加。在频率为20 Hz的脉冲激光作用下,焊缝组织得到了一定程度的改善,接头的柱状晶区宽度有所减小,接头的抗拉强度及冲击韧性也有一定程度的提高。     

不锈钢薄板激光焊接工艺研究

针对不锈钢薄板的激光焊接进行了研究,分析了激光工艺参数对超薄不锈钢板焊接质量的影响。结果表明,对于不锈钢薄板激光焊接,脉冲工作电流和脉冲宽度对焊缝成形影响很大。在合适的工艺参数下,超薄不锈钢薄板焊缝成形良好,焊接接头基本与母材等强。     

YAG激光与脉冲MIG复合焊接

研究了YAG(掺钕钇铝石榴石 ,Nd 3:Y3Al5O1 2 )激光与脉冲MIG电弧复合焊接铝合金的新工艺 ,设计制造了复合焊接机头 ,探讨了各种规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 -脉冲MIG复合焊接铝合金焊缝成形美观 ,无气孔等缺陷 ,熔深与激光单独焊比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺。     

聚变堆用奥氏体不锈钢不同激光输出模式熔丝特征

针对聚变堆用316LN奥氏体不锈钢材料,分别在连续激光和脉冲激光模式下进行了激光填丝焊接试验。主要研究了不同焊接工艺参数下的焊丝熔入特征及其对焊缝质量的影响,并对连续激光与脉冲激光焊接熔池流动及熔池形貌、接头的显微组织进行了研究。结果表明,连续激光填丝焊和脉冲激光填丝焊在合适的焊接工艺参数下均能获得焊丝液桥过渡,且熔池铺展均匀、焊缝成形良好。与脉冲激光填丝焊相比,连续激光填丝焊在坡口中的熔池长度约是脉冲激光填丝焊的3倍,温度梯度较大,更易产生侧壁未熔合和贯穿焊缝中心的凝固裂纹等缺陷。连续激光填丝焊的焊缝显微组织以柱状晶为主,由焊缝两边向焊缝中心生长,方向性强。脉冲激光填丝焊的焊缝两侧显微组织以柱状晶为主,各个区域都受到了相邻脉冲的重复作用,具有周期性,产生二次结晶,有助于熔池的搅动和晶粒细化,打乱了枝晶生长的方向性;焊缝中心区域为方向各异的柱状晶和等轴晶,枝晶间距减小,能够抑制裂纹的产生。 创新点： 首次提出通过脉冲激光调控结晶形态以抑制厚板焊接中裂纹的焊接工艺,可在不添加任何外部设备的基础上实现对裂纹的有效控制,打破了传统焊接工艺带来的局限性。     

Al-5Mg-0.3Sc激光焊接技术

针对铝合金材料传统焊接工艺的缺点,提出了铝合金材料的激光焊接修复工艺.通过对Al-Mg-0.3Sc激光对焊焊缝的金相组织分析、抗拉强度和显微硬度测试,研究了如何有效控制CO2连续激光器的工艺参数,提高焊缝的质量.结果表明,在优化激光功率、激光扫描速度、保护气体流量等焊接工艺参数的前提下,由于稀土元素Sc的作用,焊缝中心的晶粒仅为基体的1/10,抗拉强度达到了基体的88%,显微硬度达到了基体的95%,焊缝无气孔和裂纹缺陷.     

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。     

硅铝壳体激光焊接头组织及性能研究

高硅铝合金因低密度、低膨胀、高导热等优点成为T/R组件壳体的理想材料,但因组织内分布着大量的脆性硅相而焊接性差,易产生裂纹,影响壳体气密性。选取w(Si)50%的硅铝合金作为壳体材料和w(Si)27%的硅铝合金作为盖板材料进行激光焊试验,优化了激光焊工艺参数,研究了接头的组织性能,分析了不同制备方法获取的硅铝合金焊接过程中裂纹缺陷的倾向性。结果表明,焊缝热影响区是焊缝的薄弱环节,易产生气孔和裂纹,优化的焊接工艺参数可获得满足GJB 548B—2005气密性要求的焊缝。     

双脉冲MIG工艺参数对异种不锈钢焊缝质量影响分析

针对2205与316L异种不锈钢材料焊接工艺参数难控制的问题,采用双脉冲熔化极气体保护焊（DP-MIG）工艺分别研究了强、弱脉冲个数与焊接速度对焊缝成形质量的影响,利用小波分析仪采集并分析了焊接过程中的电参数,对获得的对接焊缝进行了拉伸试验与金相分析.结果表明,焊接速度对焊缝质量影响最大,其次为弱脉冲个数、强脉冲个数,不同的强弱脉冲个数对焊缝质量的影响较小;接头断裂主要发生在焊缝处与靠近焊缝的母材316L一侧;随着焊接速度增加,焊接热输入减小,冷却速度变快,缩短铁素体发生转变的时间,导致金相组织相对细小.     

非铁金属的焊接

热输入对5A06铝合金激光填丝穿透焊的影响,大厚度铝构件无预热状态下的脉冲MIG焊,铝台金激光焊接焊缝元素分布的研究,铝合金脉冲MIG焊电压信号概率密度分析,ZL114A铝合金激光填丝焊接工艺及显微组织研究……     

非铁金属的焊接

热输入对5A06铝合金激光填丝穿透焊的影响,大厚度铝构件无预热状态下的脉冲MIG焊,铝台金激光焊接焊缝元素分布的研究,铝合金脉冲MIG焊电压信号概率密度分析,ZL114A铝合金激光填丝焊接工艺及显微组织研究……     

2A12铝合金双光束激光填丝焊接工艺研究

以YAG激光为热源,开展了2A12铝合金双光束激光填丝焊焊接工艺研究,对激光功率、焊接速度、离焦量、送丝速度、光斑间距等主要焊接参数进行了优化分析。结果表明:优化焊接参数可以显著改善焊缝成形。与双光束自熔焊相比,双光束填丝焊可以有效抑制裂纹的产生;与单光束填丝焊相比,双光束填丝焊可以减少焊缝内部气孔的数量。     

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.     

基于响应曲面法的玻纤增强PBT激光透射焊接工艺参数优化

对玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）复合材料进行平顶光束激光透射焊接工艺参数优化，选取焊接工艺参数（激光功率、焊接速度、玻纤含量）为影响因素，选择焊接质量（焊缝抗剪强度、焊缝宽度）为响应值。通过方差分析表和残差概率图验证了模型的准确性，并探究不同焊接工艺参数组合对焊接质量的交互影响。结果表明，增大激光功率、提高焊接速度和增加玻纤含量，焊缝抗剪强度先升高后下降；降低激光功率，提高焊接速度，焊缝宽度下降；增大玻纤含量，焊缝宽度先增大后减小。焊接速度对焊缝抗剪强度影响较大，玻纤含量对焊缝宽度影响较大。分别以最佳焊接质量和最小焊接成本为目标确定了玻纤复合材料的最优焊接工艺参数。     

2219铝合金复合热源焊接工艺及接头性能

采用填丝TIG焊、激光辅助TIG复合焊、激光-高频脉冲TIG复合焊三种焊接工艺进行6 mm厚的2219铝合金焊接试验,研究了焊接工艺与接头组织和性能的相关性.结果表明,与填丝TIG焊接工艺相比,激光辅助TIG复合焊、激光-高频脉冲TIG复合焊两种复合热源焊接工艺提高了焊接速度,显著减少了热输入,细化了焊缝组织,减少了晶...     

铝合金型材激光清洗-电弧焊接一体化工艺性能评估

针对铝合金型材表面污染物损伤焊接接头力学性能的问题,采用纳秒脉冲激光对铝合金焊前氧化膜和焊后黑灰进行清洗,有效去除表面氧化物及焊后黑灰腐蚀对接头的影响,研究激光清洗-电弧焊接一体化工艺性能影响,探究激光清洗工艺参数对表面其他污物、焊缝成形、力学性能的内在联系。利用显微硬度仪及材料高温性能测试机对完成清焊一体化试样对照组的显微硬度和抗拉强度进行检测,判断不同参数配比影响效果。结果表明,使用激光清洗能有效调控铝合金型材的焊接质量,在100 W, 70 kHz, 11.7 mm/s的工艺下能获得最佳的焊缝成形,鱼鳞纹完整,表面无任何缺陷存在;随着平均功率升高或随着清洗速度降低,焊接接头的硬度和抗拉强度明显提高,硬度最高可达HV88.44,高于基材硬度;抗拉强度最大可达232.241 MPa。成形改善与性能提高的原因与热输入上升造成的预热效果存在密切联系。