激光焊工艺参数对马氏体不锈钢焊缝成形与组织的影响

以0Cr13Ni5Mo钢作为母材,研究激光功率、焊接速度和离焦量等激光焊工艺参数对焊缝成形与组织的影响。研究结果表明,当其中2个焊接工艺参数恒定时,熔深、熔宽和深宽比均随着激光功率的增大而明显增大,焊缝的熔深、熔宽和深宽比分别增加了约8倍、2倍、2倍;焊缝的熔深和熔宽随着焊接速度的增大而降低;熔深和深宽比均随着离焦量的适当降低而增加。随着激光功率的增大,焊缝的板条马氏体变得粗大。     

不锈钢A-TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

主要研究在不锈钢A-TIG焊中未涂敷焊剂和涂敷焊剂及涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明：不锈钢采用A-TIG焊时，同等参数条件下焊缝的熔深是传统TIG焊熔深的2.5倍；A-TIG焊时，活性剂存在一个最佳涂敷量，试验中涂敷量为3层时，焊缝能够得到最大熔深。A-TIG焊得到的焊缝金相组织要比同等参数条件下传统TIG焊得到的金相组织粗大，柱状晶更明显。     

超薄不锈钢片微激光焊接的焊缝成形

采用微型脉冲激光实现了0.2 mm厚321不锈钢片的对接焊,研究了脉冲频率、脉冲宽度和脉冲功率等工艺参数对焊缝成形的影响规律.结果表明,0.2 mm厚321不锈钢片的微激光对接焊容易在焊缝处产生烧穿,在收弧处形成较深的弧坑.在其它工艺参数固定不变时,减小脉冲频率和脉冲宽度均可以减少或避免焊缝的烧穿,改善焊缝成形;减小脉冲功率有利于避免焊缝收弧处较深弧坑的形成,但脉冲功率过小会导致未焊合.当脉冲功率分数为12%时,脉冲频率在较宽的范围内变化都能获得成形良好、无缺陷的焊接接头.焊缝组织由中心部位的等轴晶和边缘细小的柱状晶组成,在焊缝和母材的交界处几乎不存在焊接热影响区.     

304L不锈钢激光-脉冲MAG复合焊电弧特性及焊缝成形分析

针对SUS304L不锈钢激光-脉冲MAG复合焊接过程激光与脉冲MAG电弧的过程参数匹配及优化控制问题,系统研究了过程参数对电弧特性及焊缝成形尺寸的影响,获得了复合焊接过程的电弧特性及成形控制策略.结果表明,激光的介入会使复合焊接过程稳定性加强,当脉冲MAG电弧处在电流基值时,较大的激光功率会吸引MAG电弧而造成基值电压的波动,并且大功率激光会对脉冲MAG电弧具备一定的压缩作用,但在峰值阶段影响幅度较小.焊缝形貌的几何尺寸与过程参数的耦合效应有着直接的关系,过程参数的匹配优化能够有效控制焊缝成形尺寸.     

SP700钛合金激光焊的焊缝成形与性能分析

对δ=1.2 mm的SP700钛合金开展光纤激光焊接试验,探讨SP700钛合金激光焊的焊缝成形与组织性能.结果表明,负离焦量主要影响着焊缝的背面熔宽,而正离焦量则对表面熔宽的影响更大.焊缝熔宽随着热输入的增大而增加,且背面熔宽的增加幅度更快.当热输入一定时,焊缝背面熔宽受激光功率的影响更大.两种状态的接头焊缝区为粗大的β柱状晶,焊缝区的平均显微硬度均高于母材,抗拉强度基本与母材等强,断后伸长率均比母材要低.平行焊缝的抗拉强度低于垂直焊缝,其硬度和断后伸长率则相对较高,两种焊接接头拉伸断裂的位置也有所不同.     

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.     

活性剂对高温合金GH4169激光焊焊缝成形的影响

本文将活性焊接法引入高温合金GH4169的激光焊接中,使用MgO,CaO,TiO2,MnO2,Al2O3,CaF2,NaF七种单一活性剂组分,进行焊接试验。观察对比了有活性剂和无活性剂时焊缝表面形貌、焊缝熔深、深宽比以及显微组织的变化情况。结果表明,在活性剂作用下,除了Al2O3以外,焊缝熔深均有明显增加,其中MnO2增加熔深的效果最为显著,使焊缝熔深增加了1倍左右,同时可以得到较为细小的显微组织。     

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。     

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.     

不锈钢车体非熔透激光搭接焊热源模型

用激光搭接焊取代电阻点焊是解决不锈钢车体表面质量和密封性问题的理想方法,但在不锈钢车体非熔透型激光搭接焊工艺试验过程中,发现在常用的激光焊接工艺参数范围内,搭接接头的熔池形状近似花瓶状,不同于通常情况下热导焊时呈碗状和深熔焊时呈钉形.为此,基于ABAQUS有限元分析软件,分别对高斯热源、高斯热源+柱体热源、三维正锥体热...     

不锈钢激光焊温度场的建模与仿真

利用有限元软件ANSYS对304不锈钢激光焊温度场的分布进行了动态模拟.分析了材料热物理参数的温度相关性、熔化潜热、对流及辐射对激光焊接温度场的影响,建立了激光焊接组合体移动热源模型.针对激光焊接过程中高度非线性、光斑面积非常小的特点,采用了过渡单元建模及逐步加载和求解的措施.为了保证节点选取的精确程度,在加载过程中采用了余量控制法.仿真结果表明,模拟得到的焊缝形状与实际焊缝形状基本吻合;等温线呈椭圆形,在移动热源的前方等温线密集,温度梯度较大,热源后方的等温线较稀疏,温度梯度小;激光焊接时熔池表面附近的金属蒸气最高温度可达13 332℃.     

316不锈钢激光焊接工艺研究

采用脉冲光纤激光器对0.2mm厚的316不锈钢进行搭接焊接,研究了峰值功率及脉冲宽度对焊点拉力及背面痕迹的影响。结果表明,随着峰值功率和脉宽的增加,焊点抗拉强度增加,同时焊点背面痕迹越来越明显。当峰值功率为200W,脉冲宽度为2.5ms时,焊点拉力为11.3N,且焊点背面无痕迹。对焊点进行切片分析,焊点熔深在0.3mm时,满足焊点背面无痕迹且抗拉强度大的要求。     

不锈钢活性激光焊工艺研究

以不锈钢SUS304作为试验对象,分别研究了焊接速度、散焦离焦量、激光功率和保护气体等工艺参数以及活性剂和活性元素硫对不锈钢YAG激光焊焊缝成形的影响.试验结果表明,各焊缝表面成形良好,焊接速度和激光功率能明显影响焊缝成形,散焦离焦量和保护气体种类对YAG激光焊焊缝成形的影响较小.与硫含量较低的情况相比,活性剂和活性元素硫含量较高的情况下均能使得焊缝熔宽发生明显收缩,随着热输入量增加,活性剂增加熔深的效果也越明显,表明活性剂对熔深的影响效果与焊接过程的热输入量有密切联系.     

Hump formation mechanism in gas-jet-assisted keyhole laser welding of HR-2 stainless steel

Gas-jet-assisted keyhole laser welding offers the possibility of a breakthrough in the limitations of penetration depth in laser welding,which currently suffers from equipment restrictions.A gas jet of sufficient intensity to assist the keyhole should be used to obtain suppressed plasma,a deepened keyhole,and increased penetration depth.However,an excessively strong gas jet gives rise to humps.The incident angle of the keyhole-assisted gas jet is 60°,with a nozzle ahead of the laser beam.A series of experiments were carried out with different welding velocities and gas parameters by using HR-2 hydrogen-resistant stainless steel and a slab CO_2 continuous-wave laser welding machine.The weld profiles can be categorized into four types,welds of traditional laser welding,welds of enhanced laser welding,undercut welds,and humping welds with increased gas pressure.A high-speed camera was employed in the experiments to monitor the formation of humps under an excessively strong gas jet.The results of analysis show that hump formation can be divided into six stages.Its main driving force is the intense turbulence of gas jet.There are two main reasons for hump formation:premature solidification of the molten pool caused by the large temperature gradient between the front and rear parts of the molten pool,and the emergence of a thin layer liquid bridge with one-directional flow under the enhanced cooling effect of excessively strong gas.     

不锈钢的激光焊接

比较了高功率CO2激光和YAG激光焊接不锈钢时的特点，分析了工艺参数对焊缝形状和接头显微组织的影响。     

Development of laser welding technology for fully austenitic stainless steel

The radial stainless steel plates (RPs) used for Toroidal field (TF) coils in the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) are 13 m long, 9 m wide and 10 cm thick, which are quite large. Even though they are very large structures, high manufacturing tolerances and high mechanical strength at 4 K are required. It is also required that each RP should be fabricated every three weeks. Therefore, the authors intend to develop efficient manufacturing methods for an ITER TF coil RP. Laser welding is then selected as a welding method for RP. Especially, the development of high technology laser welding is necessary to prevent hot cracking in the material used for the RP; namely, fully austenitic stainless steel with high nitrogen content. The authors carried out trial laser welding experiments aiming at its application to RP. As a result, it was effective to make the angle of back inclination of the weld head at a uniform welding speed. It also seemed that the sensitivity of hot cracking could be reduced by optimizing the chemical compositions of material used for RP. The base material and the welded joints satisfied mechanical properties in 4 K. The application of the laser welding technology to the fully austenitic stainless steel was therefore demonstrated.     

工艺参数对304不锈钢脉冲Nd∶YAG激光/TIG电弧复合焊焊缝成形的影响

研究了304不锈钢脉冲Nd:YAG激光TIG电弧复合热源焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,脉冲Nd:YAG激光/TIG电弧复合焊焊缝横截面面积大于单一激光焊焊缝横截面面积与单一TIG焊焊缝横截面面积之和,具有协同效应;激光功率增大时,复合焊焊缝熔深和熔宽均增大,复合焊焊缝横截面面积增大,复合热源热效率也增大;离焦...     

201不锈钢点焊过程的数值模拟

采用Anays有限元分析软件,对201不锈钢电阻点焊过程温度场和应力场进行模拟,分析了点焊加热及冷却过程的特点和温度分布规律,探讨了点焊过程的应力变化以及分布特点.模拟发现,随着点焊加热的进行,逐渐形成以贴合面对称的椭圆形熔核,熔核内部以压应力为主;冷却过程中工件内等温线保持椭圆形收缩,熔核内部的应力逐渐转化为拉应力....     

A304不锈钢薄板激光焊工艺试验研究

研究利用激光焊接技术焊接A304不锈钢薄板的工艺.试验过程中,采用一系列激光焊参数焊接试板,然后将焊接接头制成金相试样,观察熔深、熔宽、热影响区的大小,比较连续激光和调制方波脉冲激光焊接不锈钢薄板的效果.