焊接工艺参数对铝锂合金激光焊焊缝成形的影响

通过3 mm厚5A90铝锂合金激光焊工艺试验,采用无量纲背宽比R表征焊缝截面,较系统地研究了激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝成形的影响规律.结果表明,焊缝背宽比随激光功率的增大而增大,随焊接速度的增大而减小,且在离焦量为0～+1 mm范围内达到最大.激光功率和焊接速度的合理匹配,可以获得较好的焊缝成形.     

焊接电流对铝锂合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响

对3mm厚5A90铝锂合金板材进行YAG-MIG复合焊试验,发现复合焊虽能增加MIG焊缝的熔宽和熔深,但当焊接电流小于一定阈值时.复合焊效果并非大于二者单独施焊效果之和.即复合焊只能实现"1+1<2"的焊接效果;只有当焊接电流超过该阈值时,复合焊才会出现"1+1>2"的焊接效果.此时复合焊的优势才得以充分体现.这主要是在复合焊接过程中,电流的高低影响熔池的铺展性,进而影响激光对母材的穿透力所致.     

铝锂合金焊缝凝固组织特征

８０９０铝锂合金焊缝中存在的一种细小的等轴光滑晶，其形态和形成机制与等轴树枝晶不同，细等轴晶沿凝固停顿线生长，主要在熔合线附近形成，在焊缝内部呈带状分布。研究表明细等轴晶的形成要求特殊的化学成分（含Ｚｒ，Ｌｉ元素）和一定的凝固条件（小的成分过冷度），在细晶区由于晶界含较多的第二相，导致穿区该区的破坏呈现沿晶特征。     

1420铝锂合金双光点激光焊接头成形

在对2 mm厚1420铝锂合金开展双光点激光焊接试验的基础上,研究了激光功率、焊接速度、离焦量等焊接参数和光点间距、排列位向角度、能量分配等双光点调节参数与焊接接头成形特征的关系;对比分析了单、双光点激光焊接参数和接头成形特点.结果表明,1420铝锂合金双光点激光焊接参数阈值范围较单光点激光窄;光点间距对接头成形的影响大小取决于光点能量分布;光点能量分布在40/60和60/40时,接头成形较好;光点位向由串行排列到并行排列过程中,接头正面熔宽增加,熔深减小.     

YAG-MIG复合焊接条件下复合等离子体动态特征

利用高速摄像,对单YAG、单MIG、YAG-MIG激光电弧复合焊接铝锂合金5A90时的等离子体动态过程进行了深入研究。结果表明:①YAG-MIG复合焊的等离子体在MIG弧存在阶段,与MIG弧具有相近之处,其周期性与MIG相似,但在MIG弧熄灭阶段与MIG焊和YAG焊都有明显的区别;②在强MIG等离子体复合强YAG等离子体时,复合焊的等离子体强度和形状发生明显变化,且不是二者的简单叠加结果。它呈现一种不规则的弧,充分说明尽管在单激光焊接时等离子体较弱,但在复合焊时,它对MIG弧的影响不容忽视;③在MIG微弧复合强YAG金属蒸气/等离子体时,发现其等离子体的强度高于单一激光焊,且形状也有较大差别,表明此时虽然MIG电弧仅为微弧,但它对YAG金属蒸气/等离子体有显著的影响。     

2060铝锂合金电流辅助激光填丝焊接工艺分析

为了改善2060铝锂合金激光填丝焊接的焊缝组织并进一步提高接头力学性能,使用了辅助激光填丝焊接的新方法.文中采用光纤激光器焊接2 mm厚2060-T8铝锂合金薄板,通过填充焊丝引入直流电流,研究电流对焊缝成形、焊缝结晶组织和接头力学性能的影响.结果表明,施加电流后,焊缝表面鱼鳞纹变得细密均匀,表明焊接过程更加稳定.同时,焊缝上、下熔宽趋于一致,焊缝结晶组织细化,熔合线附近等轴细晶区宽度减小.与无辅助电流相比,接头抗拉强度提高约5.8%.     

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.     

5A90铝锂合金激光焊焊缝微观组织特征

采用Nd:YAG激光焊进行了5A90铝锂合金薄板的对接试验,测试了接头横截面不同位置沿水平方向的显微硬度.利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了焊缝金属不同位置的显微组织变化.结果表明,焊缝区不同位置的显微硬度低于母材;焊缝熔合线附近出现了等轴晶粒细晶区(EQZ);5A90合金主要的析出强化相是δ’相,在焊缝金属不同位置都有LI2超点阵衍射斑点的出现,证实焊缝中有δ’相析出,但数量很少,这解释了焊缝显微硬度降低的原因.     

1420铝锂合金激光焊接气孔形成机理

1420铝锂合金与传统的2000、7000系列铝合金相比，密度低12％，弹性模量高8％左右，具有优异的抗腐蚀性和高温性能。激光焊接作为一种快速高效的焊接方法，在焊接1420铝锂合金时存在一个问题，即具有严重的气孔倾向。针对1420铝锂合金激光焊接中气孔产生的原因进行了比较系统的分析。分析认为，表层物质是焊接过程中氢的主要来源，一定要采用适当的方法进行彻底的清除，而Mg、Li等合金元素不仅增加了熔池吸氢倾向，还增加了匙孔末端的不稳定性，应该采用合适的熔透模式，改善熔池的流动，将这种不稳定性降到最低。     

1420铝锂合金表面氧化膜特征分析

采用多种分析方法对1420铝锂合金表面氧化膜进行了分析。结果表明合金表面富集了元素Li和Mg，且表面主要为由Li和Mg的氧化物组成的疏松氧化膜，其厚度约为0.05mm。合金表面氧化膜的形成与温度密切相关，氧化膜从300℃开始形成速度较快，400℃以上迅速扩展并形成连续的氧化膜，且氧化膜的形貌发生明显变化。     

钛合金的激光-电弧复合焊接

针对钛合金激光焊接中的问题,将激光一电弧复合焊接工艺引入钛合金的焊接.分析了激光-电弧复合焊接的复合形式、特点及研究现状,最后详细讨论了国内外钛合金激光-电弧复合焊接的研究现状.     

铝锂合金填充式摩擦点焊工艺

以5A90铝锂合金搭接接头为研究对象,进行了不同工艺参数下的填充式摩擦点焊试验,并对点焊接头进行了剪切试验、十字拉伸试验,在此基础上对典型接头微观组织结构进行了金相分析和横截面显微硬度测试.结果表明,采用填充式摩擦点焊技术焊接1.5 mm壁厚铝锂合金搭接接头在旋转频率1800 r/min、焊接时间1.5 s左右可获得良好的抗剪能力;十字拉伸强度对于焊接工具旋转频率、下压量不敏感,但随焊接时间的增加而增加;对接头横截面进行金相观察发现,焊点与母材的竖直连接界面为连接薄弱区域,接头横截面显微硬度分布表明,在焊点中心附近水平连接面具有较低的硬度分布.     

ZL114铝合金激光--龟弧的复合焊接

设计了一种激光-电弧复合热源焊接ZL114合金的新工艺，并对焊后的试件进行了X光检测、抗拉强度和全相组织等实验。结果表明，该种新工艺对铝合全有良好的适应性和可行性，是焊接领域的一个趋势。     

Welding of aluminium alloy by using filler-added laser-arc hybrid welding process

Laser-arc hybrid welding is considered to be an efficient, practical welding process because its deposited metal from welding wire can increase gap-bridging ability and prevent welding defects such as undercutting or underfilling. The deposition rate from welding wire, however, cannot be adjusted independently on the welding current under the stable welding conditions because it is necessary to maintain a constant arc voltage. Although the combination of a higher deposition rate and a lower welding current is sometimes needed, for example during the welding of a thin sheet, a high deposition rate generally accompanies with a high welding current in the conventional laser-arc hybrid welding. In order to solve the above-mentioned problems, the authors have proposed a novel method, a filler-added laser-arc hybrid welding (FLA welding) process, to increase a deposition rate without increasing the welding current itself in the welding of aluminium alloy. As a result, gap-bridging ability can be increased in the welding of both thin and thick plates. In this paper, the welding of aluminium alloy butt joints by using FLA welding process is discussed.     

钛合金T形结构激光-电弧复合焊接成形工艺

采用低功率激光诱导电弧复合热源对TC4钛合金进行T形结构件穿透焊接工艺试验。分析激光与电弧复合热源间距(D_(la))、冷填丝条件、热输入对T形件焊缝成形的影响规律,测试分析T形结构穿透焊接接头横截面形貌、微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明,激光-电弧复合焊接方法可以实现钛合金T形结构正面及背面焊缝成形的精确控制。当D_(la)=2时使激光与电弧获得最佳的耦合效果,增强了复合热源的穿透能力,改善了焊缝背面成形;冷填丝的加入能够有效改善焊缝正面的咬边及烧穿问题;激光与电弧热输入的协调是实现焊缝正面熔宽控制的主要因素之一。     

厚板铝合金YAG-MIG复合焊接温度场数值模拟

基于ANSYS软件,采用移动旋转高斯体热源函数加载,对12mm厚板铝合金YAG激光-MIG电弧复合焊接进行了温度场有限元数值模拟,模拟中综合考虑了对流、辐射和热传导对焊接热过程的影响,将模拟结果与相同工艺条件下实际的焊接试验结果进行了比较,验证了旋转高斯体热源模型在厚板铝合金复合焊接中的适应性.采用同样的数值模拟热源和试验模拟方法,同样得到了该铝合金5 mm板模拟结果与实际结果相当一致的结论.从而为不同焊接工艺条件下铝合金中、厚板激光-电弧复合焊接焊缝形状和尺寸预测提供了一种有效的途径.     

A7N01铝合金激光-MIG复合焊接工况适应性研究

针对高速列车用6 mm厚A7N01P-T4铝合金,选择不同的焊接速度、坡口间隙、热源间距、错边量等进行激光-MIG复合焊接,并分析焊接接头的宏观成型、显微组织及力学性能,以此研究激光-MIG复合焊接的工况适应性。研究结果表明:激光-MIG复合焊接6 mm厚A7N01P-T4铝合金板,焊接速度在0.9~1.1 m/min时可以获得成型良好、性能稳定的接头;热源间距在1~4 mm时可获得成型良好、性能稳定的接头;错边量在1.0 mm以下时的焊接接头成型良好、力学性能正常;坡口间隙在1.0~1.2 mm时获得的接头成型最好,性能也最佳。     

高强铝合金VPPA-MIG复合焊接焊缝成形机理

VPPA-MIG复合焊集VPPA穿透力强和MIG焊熔敷效率高的优点,弥补了单VPPA焊工艺区间窄且需立焊和MIG焊熔深浅的不足. 使用Red Lake Y4高速摄像获取6 mm厚2A12铝合金VPPA-MIG复合焊接熔池图像,建立了熔池受力模型. 对比分析了复合热源不同能量配比对焊缝成形和熔池形貌的影响及VPPA-MIG与单MIG焊缝成形特点. 结果表明,VPPA-MIG复合热源相比单VPPA热源易保持焊缝成形稳定性. VPPA电流接近穿孔阈值时,配合较低功率MIG热源可以获得6 mm厚2A12铝合金良好焊缝成形;VPPA能量比例过低时,小孔较浅,熔化效率较低,不能起到增加熔深的作用;VPPA能量比例过大,易使熔池失稳,焊缝成形不良. 热源输入功率相同时,VPPA-MIG复合焊比MIG焊显著增加焊缝熔深和深宽比,提高生产效率.     

激光-电弧复合热源焊接技术

具有焊接质量好、焊接速度快等优点的激光-电弧复合热源焊接技术,已经广泛地应用于汽车、航空等工业的薄壁金属焊接中.然而,常用的激光源价格昂贵、体积庞大并且电-光转换效率低,大大限制了复合焊技术的推广和应用.新一代高性能激光-光纤激光的开发和应用拓宽了激光-电孤复合热源焊接技术的应用范围,使其更易于实现工程化.通过介绍当前世界上激光-电弧复合热源焊接技术的应用和研究情况,展现了激光-电弧复合热源焊接技术广阔的应用前景,阐述了其发展方向.