激光清洗对30Cr3超高强度钢表面及焊接质量的影响

为了研究激光清洗预处理对30Cr3超高强度钢焊接质量的影响,通过扫描电镜分别对清洗前后的表面形貌、元素组成及基体组织进行对比观察。结果表明,合适的激光清洗工艺可有效去除30Cr3超高强度钢待焊表面氧化层,使表面更加光滑平整,且不损伤基体材料。将激光清洗后的试验件进行电子束焊接,焊后观察其焊缝表面成形良好,无咬边、凹陷等缺陷,焊缝内部质量及力学性能均能达到要求。将焊接接头制成金相试片观察其显微组织形貌,激光清洗预处理后的焊接接头在低倍扫描电镜下焊缝成形饱满,没有出现裂纹、咬边等缺陷;通过高倍扫描电镜观察焊缝中心区域晶粒细小均匀。因此,30Cr3超高强度钢焊前采用激光清洗进行预处理可以有效清除待焊表面污染层,且焊接质量满足要求。     

2A14铝合金FSW焊缝背部线状缺陷返修工艺

针对2A14铝合金搅拌摩擦焊（FSW）焊缝背部线状缺陷，设计了4种不同的方案对其进行返修，分析了不同返修方法对焊缝缺陷消除、接头力学性能以及接头组织的影响，研究了其焊缝背部缺陷返修的工艺特性。结果表明，4种方法均可消除未焊透缺陷。直接采用FSW返修可返修4次，但多次返修会造成焊缝减薄，抗拉强度下降，重复搅拌摩擦焊对焊缝组织影响较小；打磨焊缝背部缺陷后，采用TIG焊填料焊缝正面后再进行FSW返修，焊缝无明显减薄，抗拉强度有一定的下降，且2次返修的抗拉强度较一次有明显下降，次数应不超过2次，焊缝中残留的熔焊支状晶降低了返修后的接头性能；打磨后采用TIG焊填料并修平后进行FSW返修，两次返修接头强度未出现降低，熔焊填料的组织能够全部转化为FSW组织；打磨背部缺陷后TIG填料也能消除未焊透缺陷，但出现了明显的气孔甚至裂纹缺陷，强度严重下降，不宜采用。此外，选用较大的尺寸的搅拌头有助于维持焊缝强度。     

铝合金焊前激光清洗工艺研究及接头性能评估

针对铝合金焊前激光清洗,以表面氧含量为指标,研究平均功率、扫描频率对清洗效果的影响,以表面硬度、表面耐腐蚀性评价其服役性能,最终获得高质量剥离铝合金表面氧化膜的工艺窗口,确定有损/无损激光清洗边界条件,对激光清洗与人工打磨进行全方位对比,最终显示两者的作用效果差异。结果表明,在平均功率125～175 W,扫描频率100～150 Hz范围内可实现铝合金氧化膜的高质量剥离;当激光清洗功率密度为(2.24～3.14)×10⁶ W/cm²时,可实现无损激光清洗,当激光功率密度>3.14×10⁶ W/cm²时,即为有损激光清洗;焊前进行激光清洗可全面提升焊缝质量,接头强度可达281.4 MPa,可有效替代人工打磨。     

基于有限元的S形梁错位拼焊板拉深实例研究

以有限元数值模拟技术为平台,对某S形梁的成熟工艺进行分析优化,同时对比错位激光拼焊技术,验证错位激光拼焊技术在提升S形梁材料利用率、降低成形性风险以及减少工序上的有效性。通过CAE模拟及实物验证得知,采用错位激光拼焊技术后,工序由7序减少至6序,材料利用率由49.4%提升至55.8%,单台车焊缝长度由998 mm缩减至740 mm。此外,采用错位拼焊后,焊缝处可以增加2个挡料销,焊缝偏移量由30 mm减少至10 mm以内。批量生产验证无问题,可产生良好的经济效益。     

焊前激光清洗预处理对TC11钛合金焊接性能的影响

利用激光清洗对TC11钛合金表面进行焊前预处理,采用光学显微镜及扫描电镜表征激光清洗前后的表面形貌,以及通过能谱分析激光清洗前后试板表面的元素分布,结果表明:采用合适的激光清洗参数可有效地清除TC11钛合金表面的积碳、金属颗粒及氧化层。对清洗后的TC11钛合金试板进行真空电子束焊接,结果表明:经激光清洗后TC11钛合金试板的焊缝质量达到一级,因此,利用激光清洗进行焊前预处理可有效提高TC11钛合金的焊接质量。     

铝合金列车车身焊缝表面激光清洗-质量检测一体化方法

视觉检测是实现焊缝表面质量检测的有效手段。然而,铝合金轨道列车车身电弧焊接产生的黑灰使视觉传感器采集到的数据存在大量缺失,影响了焊缝表面质量检测的精度。为此,该文提出一种铝合金车身焊缝表面激光清洗-质量检测一体化方法,设计了“清洗-焊接-检测”一体化装置。首先采用激光清洗技术去除电弧焊接产生的黑灰,降低了数据缺失率;随后基于线结构光传感器采集焊缝表面轮廓信息,采用三次样条插值和随机抽样一致性算法建立焊缝表面动态理想轮廓模型;通过特征点提取、比较动态理想轮廓与实际轮廓差异实现了焊缝特征尺寸的测量与表面缺陷检测。结果表明,激光清洗后采集数据的缺失率相比清洗前降低了93.43%;提出的激光清洗-质量检测一体化方法实现了焊缝特征尺寸测量与表面缺陷检测。焊缝特征尺寸检测精度达0.1 mm,气孔、焊瘤、未熔合缺陷的长度检测精度达0.2 mm。     

小直径导管焊后内壁附着多余物原因分析及改进方法

文中从某小直径钛合金导管焊后内部附着多余物问题出发，分析了该多余物的形貌及成分，结合导管制造工艺流程，将产生原因定位在酸洗不充分造成的，通过机理分析，改进了导管制造工艺方法，提高了导管焊缝质量，焊缝不进行酸洗同样满足使用需求，并能够有效避免该类多余物的产生，提高了导管的可靠性。     

微间隙焊缝磁光图像磁荷理论建模检测分析

对于激光焊接要求的微间隙焊缝(≤0.1 mm),可采用磁光传感器进行检测跟踪。利用磁荷理论建模,在外加直流磁场对焊件焊缝磁化的情况下,研究焊缝表面所产生漏磁场分布特征,并利用磁光传感器把焊缝近表面磁场分布特征转换为对应的磁光图像。 通过对焊缝近表面磁场分布特征和其对应磁光图像焊缝过渡带特征进行了对比分析研究,确定焊件微间隙焊缝磁光图像焊缝过渡带中心,对应实际焊件焊缝中心。研究结果表明,该模型能有效地解释焊缝磁光图焊缝信息,为采用焊缝磁光图进行焊缝跟踪识别提供了合理的理论依据。     

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。     

6005A圆管焊合线的消除方法研究

采用分流组合模和正向挤压方法制备6005A圆管,打磨后在焊缝位置出现明显的焊合线。分析认为焊缝位置铝流变形剧烈,产生严重再结晶而导致焊合线。本文通过调整Mn+Cr含量抑制再结晶和优化模具设计改善焊合质量,避免打磨后出现焊合线。     

DIWA353锅筒纵缝接头外侧焊趾处裂纹的产生原因和预防措施

对制造的DIWA353,δ=90 mm锅炉锅筒外侧纵缝焊趾处微裂纹的产生原因进行分析,发现该焊趾处裂纹是温校圆过程中产生的。认为裂纹产生原因是由于在温校圆过程中,焊接产生的残余应力与筒节校圆过程产生的应力叠加后合应力过大,且焊趾处存在严重的几何不连续,导致锅筒筒节外侧纵缝接头的焊趾处产生裂纹。通过先打磨焊缝去除焊缝余高,后校圆的工序变更,有效地避免DIWA353,δ=90 mm锅炉锅筒外表面纵缝焊趾处裂纹的产生。     

铝合金激光焊接技术研究进展

综述铝合金激光焊接技术特点及研究现状,开展3 mm厚LF6铝合金激光-MIG电弧复合焊接工艺研究。文献综述表明,铝合金激光自熔焊接表面成形不好,且易于产生气孔缺陷,激光填丝焊、激光-电弧复合焊以及双光束激光焊等能够有效地解决上述铝合金激光焊接问题。试验研究表明,激光-MIG电弧复合焊接LF6铝合金可获得良好的焊缝成形,内部质量达到QJ1666A-2011Ⅰ级焊缝质量要求,接头强度达到母材的90%以上,具备较为优异的力学性能。     

7A05铝合金CO_2激光-MIG复合焊气孔形成及控制机理

采用CO_2激光-MIG复合焊对7A05铝合金进行了焊接工艺研究,研究了热源间距、焊接速度及MIG焊接电流对焊接气孔形成规律的影响。通过对焊缝进行X射线检测,进一步探讨了气孔的特征及其形成原因和控制方法。结果表明,焊缝中的气孔数量与板材的焊前处理状态、焊接保护效果及焊接工艺有着显著的联系。其中,冶金类气孔的形成机制是铝合金板材及焊接材料表面的水分分解出氢溶入到熔池中不能逸出,因而,通过加强焊前处理及减少熔池吸氢时间可有效控制冶金类气孔的形成;工艺类气孔的主要形成机制是激光深熔焊的"匙孔"坍塌,而通过优化激光-MIG复合焊接工艺及加强熔池背部保护也可较好地控制工艺类气孔的形成。     

激光拼焊焊缝质量自动检测技术研究及应用现状

激光拼焊由于其高速度、高精度等优点被广泛应用于航空、航天、汽车、造船等领域。为了确保激光拼焊板的高质量要求,焊缝质量检测技术成为激光拼焊质量保证的关键技术之一。本文简要介绍了广泛应用于激光拼焊的焊缝质量自动检测技术,主要包括结构光视觉焊缝质量检测技术、电磁超声波焊缝质量检测技术和漏磁无损检测技术等,分别对各技术的工作原理进行了阐述,综述了各技术的研究现状及应用情况,并在此基础上指出了当前存在的问题及未来的发展趋势。     

双束激光焊

近年来,双束激光焊技术已成为一项新的焊接技术。实验结果证明,在焊接过程中,将1束6kW的CO2激光束分为2束3kW的复式激光束进行焊接,可降低冷却率,延长到达临界速度的时间,显著改善焊接质量。通过双束激光焊焊接可改进钢材焊接表面的质量,减少表面缺陷(如:咬边、表面粗糙、飞溅和未焊透)、降低焊缝硬度和中线裂纹敏感性。对于铝的焊接,通过双束激光焊可平整焊缝表面、减少焊缝缺隙(如:孔隙、表面气孔和咬边)。焊接蒸汽流的变化表明焊接过程的不稳定,易生成质量差的焊缝。通过高速照像机所拍摄的双束激光焊焊接蒸汽流的照片可以看出,和传统…     

压铸镁合金激光焊气孔形成原因的实验研究

压铸镁合金因含气量高而使得激光焊接气孔问题非常突出,为实现压铸镁合金的低气孔率焊接技术,通过对母材固态加热前后气孔特征参数、密度变化的分析以及焊前除氢后施焊与不除氢施焊气孔倾向的比较,研究了压铸镁合金中气体来源的特点及气孔形成过程.结果表明,母材中同时含有分子氢和原子氢,以高压气孔形式存在的分子氢以及以过饱和固溶形式存在的原子氢均是导致压铸镁合金激光焊产生大量气孔的原因.而向焊缝中引入Zr元素可以显著降低气孔倾向,但Zr的作用机理还有待于深入研究.     

激光-MIG复合焊中激光与电弧前后位置对焊缝成形的影响

为了便于激光束焊接高反射率的铝合金,研究了激光-MIG复合焊方法中激光与电弧前后位置对焊缝成形的影响。激光入射角度在电弧和激光束前后相对位置不同情况下,分别对应不同的焊缝成形机制会对焊缝的表面和内部成形产生比较大的影响,激光束在前电弧在后,焊缝上表面成形均匀饱满;而电弧在前激光束在后,焊缝表面会出现倾斜沟槽。通过对焊缝不同位置进行EDX和微观硬度分析可以明显发现两种情况下Mg元素含量从焊缝上表面到底部依次增加,但硬度分布略有差别:激光在前电弧在后焊缝上部的硬度小于底部,而电弧在前激光在后焊缝上部的硬度大于焊缝的底部。对铝合金施焊之后的焊缝表面及其两侧会有一层黑色物质,通过EDX分析可以确定为铝、镁的氧化物。     

一种新型航空液冷机架电子束焊工艺

文中以我国某新型结构航空液冷机架为研究对象,基于其内嵌式液冷流道结构,为满足焊接熔深与流道清洁度相匹配的技术要求,分别进行了电子束焊接头锁底搭边尺寸验证与焊接工艺参数优化试验。结果表明：其盖板与基板的搭接尺寸对于焊缝背面焊瘤的飞溅现象有着明显的影响,当电子束焊焊缝的锁底搭边尺寸控制在1.5 mm及以上时,可保证焊缝背面无多余物渗漏至流道侧壁,同时,采用电子束上聚焦的方式,当电子束流为15 mA且盖板一次焊接成形时,可获得全熔透的焊缝,此时焊缝成形良好,无表面裂纹、咬边、未熔合等焊接缺陷。本次工艺研究可为我国同结构类型液冷产品的电子束焊提供技术参考。     

含P耐候钢激光焊接工艺研究

研究了在含P耐候钢冷轧连续生产过程中激光焊接工艺对焊缝组织和力学性能的影响。结果表明,冷轧前对钢板激光焊缝进行焊后加热处理,可以减少焊缝中针状铁素体、马氏体或贝氏体等脆性组织的含量,减少P元素在晶界上的偏析,从而降低焊缝与母材之间力学性能的差别,提高了焊缝抵抗冷轧轧制过程开裂的风险。在工业产线上进行耐候钢的批量冷轧轧制,激光焊接后采用10 kW功率进行后加热处理,未出现断带问题,大压下量轧制后焊缝质量良好。     

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。