激光异型焊接的新方法

本文报导了激光熔敷法焊接异型件的新技术。其区别于已有方法的本质特征是实现了互熔焊接，从而使产品稳定性提高一个数量级。文中介绍了该方法的主要特点。是解决细微件与大尺寸差异、大性能差异件互焊难题的新颖方法。     

激光熔敷镍基自熔性合金粉末的研制

针对激光熔敷表面处理技术对合金粉末材料性能的要求，分别研究了合金粉末的B含量、Si含量以及B、Si含量配比对激光熔敷的工艺性能、粉末形貌及涂层性能的影响，研制出具有良好的工艺性能和使用性能的激光熔敷用镍基自熔性合金粉末．     

熔核尺寸与点焊工艺参数的回归模型

为了制定合理的焊接规范，保证点焊质量，采用正交试验设计法研究了点焊熔核尺寸与主要焊接参数(焊接电流、焊接时间、电极压力)之间的关系.对试验数据进行了多元线性回归，建立了熔核直径与焊接电流、焊接时间、电极压力、焊件板厚、电极直径之间的数学模型，并对熔核尺寸进行了预测.试验及预测结果表明：预测误差在1%～8%之间，具有较高的预测精度.该预测结果为电阻点焊工艺参数的选取提供了依据，对提高点焊质量有一定的意义.     

单双丝埋弧焊工艺及接头性能比较分析

以生产中常用的16Mn钢材料为焊接母材,采用单丝交流、单丝直流埋弧焊和双丝埋弧焊工艺方法制备焊件.对不同工艺方法得到的焊接接头进行了拉伸试验,焊缝金属和焊接热影响区金属的室温冲击试验,观察了焊缝金属的显微组织,用扫描电子显微镜观察了冲击断口形貌,根据试验数据计算了不同工艺方法下的熔敷速度.比较分析结果表明:双丝埋弧焊工艺下的熔敷速度比单丝交流、单丝直流埋弧焊工艺下的熔敷速度分别提高了108%和64%,焊接速度分别提高了59%和67%,焊接工艺稳定性好,焊缝成形美观.三种工艺方法下得到的焊接接头抗拉强度和屈服强度无明显区别.单丝埋弧焊时焊缝金属的室温冲击韧度值比双丝埋弧焊时的高,单丝交流埋弧焊时焊接热影响区金属的冲击韧度值最高.     

45#钢表面NiCrBSi合金激光熔敷层的组织和硬度

为提高45^#钢表面硬度及耐磨性能，采用激光熔敷技术在其表面制备NiCrBSi合金涂层，利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜分析了熔敷层的微观组织，利用显微硬度计测试了熔敷层的硬度，结果表明，激光熔敷层的组织由γ-Ni树枝晶、γ-Ni Ni3B共晶、M7C3树枝晶和CrB颗粒组成，激光熔敷层的硬度在HV800～900之间．     

高速冲磨设备激光熔敷强化工艺的研究

为提高高速冲磨设备的耐磨性，分析其叶轮磨损失效机理，通过正交实验，得出了工艺参数对熔敷层形貌性能的影响，并对Ni-WC熔敷层进行了组织分析和性能测试．对叶轮片表面进行激光熔敷结果表明，叶轮片的抗磨性得到了强化．     

用于激光熔敷的同轴送粉喷嘴的设计

为了克服目前用于激光熔敷的侧向送粉的不足，设计并试制了激光熔敷加工中使用的同轴送粉喷嘴．设计根据熔敷中使用的聚焦光束的特点，以一定假设为基础，从理论上对粉粒与管壁碰撞后的速度及运动轨迹进行了计算．结合计算所得的数据试制了同轴送粉喷嘴，并进行了试样加工，效果良好．     

FeCrSiB合金的激光熔敷

应用千瓦级 CO_2激光器对 A_3钢上的 Fe 基热喷涂层进行熔敷处理,用金相、x 射线衍射、扫描电镜、透射电镜、硬度、磨损、声发射及电化学等方法研究了熔敷层的组织与性能。结果表明:激光熔敷消除了热喷涂层的不致密性缺陷,使涂层与基材实现冶金结合。激光熔层组织显著细化,成分均匀,消除了大块碳化物偏析,呈现尺寸1～2 μm 的胞状晶快冷组织。其相组成为α′-Fe+γ-Fe+M_7C_3+M_(23)C_6+F_2B。激光熔敷产生的多种强化机制使涂层的硬度、耐磨性、脆性、强度及耐腐蚀性有了显著提高,从而在低廉的钢材上获得性能优异的表面。是一种有实用价值的激光熔敷技术。     

基于视觉传感的超声-MIG焊熔滴行为分析

针对镀锌钢在焊接时对焊接参数难以精确控制,导致焊接接头质量较差,从而对镀锌钢超声-MIG焊接过程中的熔滴过渡机制进行深度研究。实验基于视觉传感器在不同的焊接电参数下,对比了超声-MIG与MIG焊接过程,通过图像处理技术提取熔滴的特征参数。结果表明：在焊接小功率参数下,熔滴过渡方式主要是短路过渡,超声此时会阻碍熔滴过渡,熔滴轮廓面积减少,距离熔池高度增加。当焊接功率增大时,在超声辅助作用下熔滴过渡方式主要是大滴过渡和射流过渡,熔滴的几何尺寸均减少,距离熔池高度减少,向熔池过渡频率增加。最后提出一种焊接过程中的熔滴计数算法,实验验证在1 000帧熔滴图像时间内,熔滴过渡周期最高可达37次,保证焊接过程中质量的稳定性,加速了焊接智能化发展。     

电弧磁偏吹的产生及控制

为了研究变极性脉冲熔化极惰性气体保护焊在焊核薄板时焊丝的受热机理以及熔滴过渡时的电弧形态与受力过程,搭建了熔滴过渡过程与焊接电信号的同步采集实验平台,对应分析了焊接电流与熔滴长大及脱落过程,得到了电流波形与熔滴过渡状态的匹配关系.通过分析不同阶段熔滴受力状态及其对熔滴过渡的影响,得到了固定频率条件下各阶段的时间配比对熔滴过渡形态的影响.通过调节工艺参数实现了一脉一滴的熔滴过渡过程,得到了均匀稳定的焊缝.分析了熔滴脱落形态,研究了熔滴各特征尺寸.结果表明电信号不同波段持续时间对熔滴尺寸有明显影响.

     

变极性脉冲MIG焊熔滴过渡过程

为了研究变极性脉冲熔化极惰性气体保护焊在焊核薄板时焊丝的受热机理以及熔滴过渡时的电弧形态与受力过程,搭建了熔滴过渡过程与焊接电信号的同步采集实验平台,对应分析了焊接电流与熔滴长大及脱落过程,得到了电流波形与熔滴过渡状态的匹配关系.通过分析不同阶段熔滴受力状态及其对熔滴过渡的影响,得到了固定频率条件下各阶段的时间配比对熔滴过渡形态的影响.通过调节工艺参数实现了一脉一滴的熔滴过渡过程,得到了均匀稳定的焊缝.分析了熔滴脱落形态,研究了熔滴各特征尺寸.结果表明电信号不同波段持续时间对熔滴尺寸有明显影响.     

激光深熔焊接小孔孔壁上的反射吸收研究

在假设小孔为圆柱形的基础上，通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹，对激光深熔焊接过程中小孔孔壁上的反射吸收进行了研究，计算了小孔孔壁上吸收的激光功率密度，分析研究了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及小孔直径等因素对孔壁上的激光功率密度分布的影响。最后，对小孔孔壁上吸收的激光功率密度与小孔尺寸之间的关系进行了讨论。     

铝基复合材料激光焊工艺参数对焊缝成形和熔深的影响

为系统研究焊接参数的变化对焊缝成形和熔深的影响规律，探索脉冲激光焊接最佳工艺参数，采用脉冲激光工艺对SiCp/6061Al复合材料进行焊接试验研究。结果表明，脉冲激光焊接过程中，激光功率、脉冲频率、焊接速度、离焦量等参数的变化，均能对焊缝成形和熔深产生显著影响，进而影响焊缝的微观组织和宏观的拉伸强度。其中激光功率和焊接速度是最主要的影响因素。     

激光再制造过程熔池温度场的数值模拟

建立简化二维非稳态温度场数值模型，采用有限元方法及ANSYS软件求解温度场分布，模拟了一个平板试验件激光再制造过程，其计算结果与文献提供数据比较误差较小，可以采用此计算方法提供的初始温度值和非接触测量温度变化量来控制工艺参数．     

Ni3Al金属间化合物的激光控制反应合成与表面熔敷

研究了粉末压坯紧实率、功率密度等参数对激光控制反应合成Ni3A1金属间化合物熔敷层的宏观、微观形貌的影响，采用扫描电镜和X射线衍射仪分析了合成产物的微观组织和成分．结果表明，在压坯紧实率60%、激光功率1000—1200W、扫描速度1mm／s的工艺条件下，能够得到连续、致密具有较高纯度的Ni3Al金属间化合物熔敷层．     

激光熔覆原位合成TiB2/Cu复合材料涂层及其导电性

应用500WYAG固体激光器，在纯铜表面成功的原位合成了TiB2／Cu复合材料层．实验结果表明，激光熔覆TiB2／Cu复合材料层组织完好，熔覆复合材料层与铜基体呈良好的冶金结合．熔覆层内。TiB2颗粒细小均匀，颗粒尺寸约为300～500nm．经四探针法测量，激光熔覆TiB2／Cu复合材料层的电导率可达82％IACS。     

送粉激光熔敷耐磨涂层制备工艺与组织结构

采用20%WC作为镍基自熔合金的掺杂增强相，研究了该复合材料在送粉激光熔敷工艺条件下的熔敷层显微组织、显微硬度与熔敷工艺规范间关系，得出了在实验条件下的优化工艺参数：激光功率为2．5kW(光斑离焦量60mm)；扫描速度为2．4mm／s；送粉量为3．0g／min．     

高亮度固体激光焊接研究进展(邀请论文)

高亮度固体激光,特别是光纤激光以其光束质量高、加工柔性好、运行成本低等综合优势,吸引了国内外研究人员的广泛关注.结合作者的研究工作,概括了高亮度固体激光焊接模式转变过程、羽辉特性、飞溅特性、深熔小孔壁形貌及孔内能量耦合等焊接物理过程方面的最新研究进展.阐述了大厚板材超窄间隙激光焊、异种金属熔钎焊、激光电弧复合焊等焊接方法的最新研究.     

高亮度固体激光焊接研究进展

高亮度固体激光,特别是光纤激光以其光束质量高、加工柔性好、运行成本低等综合优势,吸引了国内外研究人员的广泛关注. 结合作者的研究工作,概括了高亮度固体激光焊接模式转变过程、羽辉特性、飞溅特性、深熔小孔壁形貌及孔内能量耦合等焊接物理过程方面的最新研究进展. 阐述了大厚板材超窄间隙激光焊、异种金属熔钎焊、激光电弧复合焊等焊接方法的最新研究.     

激光熔凝和熔敷在热轧辊强化中的应用

为提高热轧辊寿命对球墨铸铁、白口铸铁热轧辊进行了激光熔凝、熔敷实验研究，并对激光处理效果进行了现场轧制实时寿命评估．研究确认：球墨铸铁、白口铸铁激光熔凝小样的硬度随扫描速度的降低和激光功率的增大而提高．分别按轧钢量、磨损量计算，球墨铸铁、白口铸铁激光熔凝热轧辊寿命分别比原来延长50％和15．6％～23．4％．利用激光熔敷技术在白口铸铁热轧辊上可以成功制备无宏观裂纹、气孔和夹杂存在的镍基合金涂层．现场轧制后表面也无宏观缺陷存在。寿命延长18．7％～37．4％．