TC4钛合金低真空20 kW激光焊接特性研究

为探究厚壁钛合金在不同环境压力下的激光焊接特性,采用低真空激光焊接技术对Ti6Al4V合金进行非熔透焊接试验研究,分析了亚气氛环境压力对钛合金万瓦级激光焊接焊缝成形、焊接气孔、等离子体羽、熔池及匙孔的影响规律,并探讨亚气氛环境可以改善万瓦级激光焊接质量的可能原因。研究结果表明：环境压力对焊缝熔深、熔池宽度及匙孔上表面开口直径的影响存在一个临界区间即104 Pa数量级,达到临界区间后焊缝熔深会显著增加,熔池宽度、孔口直径显著减小。造成这种现象的可能原因之一是等离子体羽的突变,亚气氛环境激光焊接等离子体羽被明显抑制,对激光束能量传输的干扰效应降低。     

万瓦级激光-电弧复合焊接焊缝成形特性分析

为探究万瓦级激光-MAG复合焊接焊缝成形特性,在不同的激光功率下,对比分析了三种不同复合焊接方法在焊缝成形、等离子体形态方面的差异性及关联性。结果表明：随着激光功率变化,焊缝的特征尺寸及波动与等离子体的特征尺寸及波动具有一定的对应关系,具体表现为：随着激光功率增加,等离子体面积及其波动都增加,焊缝熔深、熔宽及其波动均增加;当激光功率增加到20 kW时,等离子体面积及其波动的增量开始减小,焊缝尺寸的增量也开始减小,焊缝成形质量开始变差。激光-单丝MAG复合焊接方法在20、25、30 kW激光功率下的平均熔深增量相比5、10、15 kW下的减小了71.64%。在相同的工艺参数下,与激光-单丝MAG复合焊接相比,激光-单丝MAG复合填丝焊接下的等离子体面积及其标准差显著增加,熔深减小,成形变差,而激光-双丝MAG复合焊接下的等离子形态、焊缝成形变化均不明显。随着激光功率增加,不同的添丝方式体现在焊缝成形及等离子体形态等方面的差异性逐渐增强,当激光功率增加到20 kW时,焊缝熔深以及影响熔深的等离子体面积及其波动的增量有所减小。     

多股绞合焊丝研究与应用进展

详细介绍了多股绞合焊丝的结构特性及作为熔化极焊接材料的电弧特性,综合论述了其在多种焊接方法中的研究进展和焊接应用现状,并对今后的发展进行了展望。从目前的研究结果来看,多股绞合焊丝的研究主要集中在大直径碳钢和不锈钢;多股绞合焊丝作为熔化极焊接材料具有电弧耦合、旋转电弧和搅动熔池等特点有助于提高焊接接头综合性能,可以有效的解决传统焊丝难以解决的大直径焊丝热输入大、焊缝组织不均匀、焊缝气孔率大、侧壁熔合不良和熔敷速度低等问题。多股绞合焊丝因生产成本高、缺乏相关标准和配套焊接电源与焊接辅助设备等问题,其推广与应用受到了限制。因此,文中为多股绞合焊丝以后的发展提出一些建议。     

130mm铝合金扫描激光填丝焊接头微区组织和性能

针对船用130 mm 5A06铝合金厚壁结构件的扫描激光填丝焊接头,对其焊缝（weld metal,WM）、热影响区（heat affected zone,HAZ）及母材（base metal,BM）的显微组织进行研究,并通过维氏硬度和微型剪切试验研究了接头各区力学性能差异.结果表明,5A06铝合金单激光焊缝以等轴晶为主,填丝焊焊缝以柱状晶为主,HAZ和BM晶粒比WM粗,母材及热影响区为轧制的纤维状组织;由于焊接热循环作用,接头热影响区硬度略高于母材,抗剪强度二者差别不大,单激光焊缝硬度和抗剪强度略高于填丝层.总体而言,焊缝区强度低塑性好,母材及热影响区强度高塑性低.     

超高功率激光-电弧复合焊接特性分析

为了对超高功率激光-电弧复合焊接过程特性有深入的理解. 借助高速摄像,以焊接过程中羽辉和飞溅为主要研究对象,对比分析了激光功率从5 kW增加到30 kW时,激光热源与不同电弧热源复合,以及是否填丝对焊接特性的影响规律. 结果表明,激光功率增加,羽辉和飞溅面积的均值都呈增加趋势,两者的波动程度也呈上升趋势;冷丝的添加在降低焊缝熔深的同时使激光-MAG复合焊接过程中的稳定性变差;激光-TIG复合填丝焊接过程的稳定性明显优于另外两种焊接形式;高功率激光复合焊接时,高温羽辉对激光的散射和吸收作用会使熔深增加趋势放缓.     

空心钨极同轴填丝焊空间热场分布特征

利用理论建模与试验相结合的方法,系统研究了空心钨极同轴送丝焊接过程中焊丝熔化热量的来源. 结果表明,基于磁流体力学的理论模型分析结果和实际情况高度吻合;在高温电弧热辐射及钨极热传导共同作用下,钨极内孔形成的梯度式高温区会对焊丝起到一定的预热作用;环状空心钨极电弧中轴线上近几何中心区域的温度最高,焊接电流400 A时温度高达13 700 K;熔滴与液态熔池接触后电势相等,在最小电压原理作用下,部分高温电弧的阳极作用区会由液态熔池转变至焊丝表面,同时部分焊接电流会从焊丝流过,形成的电阻热也是高效熔丝的主要原因之一;熔滴过渡分析结果表明空心钨极同轴填丝焊接具有较高的工艺稳定性,是一种极具发展前景的焊接新方法.     

5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊的特性

进行5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊接试验,分析了堆焊条件下激光功率、离焦量、光钨间距、焊接速度、焊接电流、送丝速度等工艺参数对焊缝成型的影响规律。试验表明,激光-TIG复合填丝焊工艺适应性好,能在较宽的工艺范围内实现铝合金的良好连接;激光功率、离焦量、焊接速度及送丝速度对熔深的影响较大,而焊接电流在80~180 A,光钨间距在4~8 mm范围内时对焊缝熔深影响不明显;实现了6 mm厚对接接头激光-TIG电弧复合填丝工艺的焊接,获得了成型连续稳定、无气孔和裂纹等缺陷的优质焊缝。