纳秒光纤激光在异种金属焊接中的应用

简要介绍了铜、铝合金、不锈钢异种金属的激光焊接现状。对纳秒光纤激光器的原理及焊接优势做了分析,介绍了纳秒光纤激光器在铜、铝合金、不锈钢等异种金属焊接中的应用,并对纳秒光纤激光器的焊接应用做了展望。     

小功率激光器焊接纯铝薄板工艺研究

铝及铝合金导热快、对激光的反射能力强,通常激光焊接铝及铝合金均采用大功率激光器进行焊接,但大功率激光器价格高昂,不易普及,而小功率激光器价格便宜,普及容易。如果采用小功率激光器能实现铝薄板焊接,则既可获得优质的焊接质量,又能节约大量成本。本试验通过改变小功率激光器的输出功率、脉冲频率以及脉冲时间等参数探讨小功率激光器对纯铝薄板的焊接适应性。试验表明,在适合的焊接工艺窗口下,可以获得焊缝成形良好,力学性能优良的焊接接头。     

光纤激光器激光-TIG复合焊接工艺

对光纤激光器激光与TIG复合焊接工艺进行了研究,并通过一套光纤激光器对激光与TIG复合焊接系统进行了相关试验,考察了光纤激光器激光与TIG复合条件下焊缝外观、熔深、对间隙的适应性等。结果表明,复合条件下焊缝外观、熔深、对间隙的适应性等相对激光焊接都有所提升。     

建筑装饰用AA5754铝合金在激光电弧复合焊接过程中焊缝形貌及性能变化

激光复合焊接是将激光热源和附属焊接源进行组合焊接的技术。利用新一代高功率光纤激光器和TIG焊枪,采用激光电弧复合焊接技术完成了两套实验。研究激光功率、焊接速度和电弧电流对建筑装饰用AA5754铝合金焊接质量的影响,并对以电弧为主导作用的复合热源和以激光为主导作用的复合热源进行比较分析。结果表明:以激光为主导作用的复合焊有更好的熔深和焊接质量,并在实际工作中得到了进一步验证。     

铝合金光纤激光高速压力焊接

铝合金对近红外光纤激光反射率高,激光能量利用率低,目前通常采用"万瓦级"光纤激光实现铝合金的高速激光焊接.文中采用激光压力焊接的方法,实现了铝合金"千瓦级"光纤激光的高速焊接.研究了不同工艺参数下焊缝的成形性,计算了激光能量的汇聚规律,并利用电子背散射衍射技术(EBSD)对焊缝微观结构进行表征.结果表明,激光功率为1～...     

高功率光纤激光焊接研究现状及展望

高功率光纤激光器具有稳定性好,光束质量高,使用简便,维护成本低等优点,在汽车、船舶和航空制造等行业已经得到成功应用。本文详细讨论了高功率光纤激光焊接薄板和中厚板材料的研究现状,分析了高功率光纤激光焊接的特点,最后阐述了高功率光纤激光焊接目前存在的问题及在焊接应用中的发展方向。     

有关铝合金焊接的文献

正6061铝合金激光深熔焊等离子体光谱特征与气孔的相关性/李坤,等.焊接学报,2015,36(7):72-76.采用光纤激光器对6061铝合金进行焊接,获得了表面成形良好的焊缝。利用光谱仪和高速摄像机获取等离子体的光谱和图像,分析了激光深熔焊时等离子体的光谱特征,讨论了光谱强度及其波动程度与焊缝气孔     

激光功率对高强钢DP780-铝合金5052异种材料焊接的影响

研究激光功率对钢铝异种材料焊接的影响,采用光纤激光器对厚度均为2 mm的高强钢DP780和铝合金5052进行异种材料搭接焊试验。利用高速摄像仪、万能拉伸机、金相显微镜、扫描电镜进行试验,获取焊接过程的图像、接头的抗拉伸强度以及焊缝横截面的显微图,分析激光功率对焊接过程飞溅、焊缝的机械性能和焊缝横截面形貌的影响。结果表明:当焊接功率为2.3 kW时,焊接过程最稳定;当焊接功率为2.5 kW时,焊缝的抗拉伸强度达到最大值35.63 MPa。当激光功率过高时,在界面处生成过多脆性化合物,焊接过程过于不稳定,对焊件的抗拉伸强度造成了不利影响;在激光功率适宜时,可以获得机械性能良好的接头。     

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。     

基于光纤激光的LY12铝合金焊接试验分析

在飞机制造领域,铝合金主要用于制造飞机蒙皮、梁、桁条和框架等结构.采用多模光纤激光器进行了1.4 mm厚LY12铝合金的激光焊接试验,研究了焊接工艺参数对铝合金焊缝形貌的影响规律,并对焊接接头的显微硬度及断口形貌进行了分析.结果表明,大功率高速度连续激光焊缝的成形具有不稳定性,当功率为2 200 W,焊接速度为55 mm/s,保护气体流量为10 L/min时,可以获得成形良好且无宏观缺陷的焊接接头.接头的平均抗拉强度约为388 MPa,达到母材抗拉强度的63.98%,断裂类型为韧脆混合型断裂.     

纳秒脉冲激光清除铝合金膜层的 应用研究

利用一种新型纳秒高能脉冲光纤激光,开展航天铝结构件阳极氧化膜局部精准清除技术研究,并采用SEM和EDS对金属新生表面进行成分表征。结果表明,采用高峰值功率纳秒脉冲光纤激光清除后,新生金属表面成分为99%Al,实现了铝合金阳极氧化膜层高效、彻底的破碎剥离式清除。大型铝合金贮箱结构件采用该种激光清除焊接边,其焊缝质量优良。     

铝及铝合金先进焊接技术

分析了铝及铝合金的焊接性及其在焊接过程中易出缺陷(气孔、热裂纹等)的原因和解决措施;探讨了铝及铝合金的几种先进焊接工艺(激光焊、电子束焊、变极性等离子电弧焊、搅拌摩擦焊等)的研究现状及其应用;分析了铝及铝合金焊接技术的发展状况以及未来几年的前景。     

光纤激光器在锂电池焊接中的应用

介绍了光纤激光器的基本原理及其在焊接应用中的优势,对光纤激光器在锂电池焊接中应用进行了详细的阐述,尤其对其在动力锂电池、小容量锂电池以及电池结构件等的焊接应用进行了举例说明,并对光纤激光器在锂电池焊接中的应用进行了展望。     

激光束入射方式对7A52铝合金焊缝成形的影响

利用5 k W光纤激光器采用激光前倾和后倾2种光束入射方式对10 mm厚7A52铝合金进行了焊接试验,探究激光束入射方式对铝合金焊缝成形的影响。对比分析了不同激光束入射方式获得的焊缝表面形貌、焊缝横截面形貌以及焊缝内部气孔情况,探讨了焊接过程中熔池的流动行为。试验结果表明:与激光前倾方式相比,采用激光后倾方式焊接时,焊接过程中熔池稳定性较好,所获得焊缝表面成形相对较好,焊缝深宽比相对较大,焊缝的气孔数量相对较少。因此,相同焊接条件下,采用激光后倾方式所获得的焊缝质量相对较好。     

316L不锈钢与6063铝合金激光微焊接研究

采用CW数字调制过的光纤激光器,以螺旋线高速扫描的焊接方式对316L不锈钢薄板与6063铝合金板材进行激光点焊搭接试验。结果表明:采用较大功率一次焊接后易产生大量微裂纹,严重影响焊接抗剪强度;当采用较小功率进行组合焊接时,抑制了裂纹在不锈钢层的扩展,只在焊点熔合区存在微裂纹,剪切力显著提高,可达170 N;焊点熔合区出现显微裂纹,是由于钢与铝或铝合金在焊接过程中形成金属间化合物:Fe Al和Fe Al2,呈带状分布且不连续,这些金属间化合物降低了焊点的塑性、韧性,在应力作用下产生显微裂纹。     

铝合金焊接工艺与接头组织相关性的研究

利用光纤激光器与TIG交直流电焊机实现了6 mm厚2014高强铝合金的激光热传导焊、激光深熔焊和激光-TIG电弧复合焊,并借助于激光共聚焦扫描显微镜对其接头形貌特征和接头微观组织进行了分析。结果表明,焊接接头的熔深、熔宽、熔合线宽度、软化区宽度、焊缝中心区晶粒尺寸与焊接工艺具有显著的相关性,三种焊接工艺下得到的软化区和焊缝中心区等轴晶晶粒尺寸远小于目前采用的填丝TIG焊焊接工艺。     

异种铝合金焊接研究现状及展望

汽车轻量化应用过程中存在大量异种材料连接，针对国内外不同预制工艺、焊接工艺条件下异种铝合金TIG、MIG、激光焊接、搅拌摩擦焊接头的显微组织、性能及预测模型等相关研究进行综述和展望。异种铝合金激光填丝、激光复合CMT、铆接复合胶粘在薄板焊接领域具有广阔的前景，且通过微合金化及纳米颗粒化对焊丝成分进行调控是改善高强铝合金熔焊接头强度的有效方法。搅拌摩擦焊是2系/7系铝合金高质量连接的主要方法，且类似搅拌摩擦点焊、预制燕尾槽、预制孔中增加纳米颗粒、刀具偏移等新工艺可以为局部铝/钢，铝/铜，铝/碳纤维等其他异质材料高强度连接起到有效促进作用。     

激光焊接工艺参数对铜/铝异种材料焊缝成形及力学性能的影响

采用光纤激光器对汽车动力电池极耳(0.3 mm厚的镀镍TU1铜片)和汇流排(2 mm厚的6061-T6铝合金)进行焊接试验。研究了激光功率、焊接速度两个参数对焊接接头成形及力学性能的影响规律。结果表明:铜铝焊缝表面成形质量在激光功率为1100 W,焊接速度55 mm/s时最好,此时接头剪切力达到最大值1353.8 N;相对于焊接速度,焊接功率对焊缝熔宽和熔深的影响更加显著;接头焊缝中心区硬化最为严重,其硬度最大,热影响区次之。     

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……