铝合金型材表面氧化膜对焊接接头性能及气孔率的影响

分别研究了不同环境湿度条件下,铝合金型材表面氧化膜对MIG焊接接头性能及气孔率的影响。试验结果表明,在湿度较低时(相对湿度5%～10%),刮削去除氧化膜与不处理氧化膜两种情况下的焊缝均成形良好、探伤无气孔,二者金相组织及拉伸性能区别不大;在湿度较高时(相对湿度40% ～50%),刮削去除氧化膜与不处理氧化膜两种状态焊缝成形依然良好,但不处理氧化膜的焊缝有气孔产生,焊接热输入的增加可降低气孔率,对于6005A-T6高速列车车体型材,当热输入达到4 400 J/cm时,焊缝该类气孔消失,但热输入的提高会使得焊缝的抗拉强度降低约14%。

     

基于激光毛化的铝合金/CFRTP激光连接特性研究

目的 针对目前铝合金和碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)直接连接接头强度低的问题,对铝合金表面进行预处理,以提升异种材料的激光连接强度。方法 通过激光毛化工艺在铝合金表面预制微织构,然后利用光纤激光连接铝合金与CFRTP,研究了激光焊接工艺参数对铝合金与CFRTP焊接接头拉剪性能的影响。结果 当激光功率为750 W、焊接速度为0.2 m/min时,铝合金/CFRTP接头拉剪力达到最大值5 209 N,是未激光毛化的接头拉剪力的2.29倍。通过扫描电镜(SEM)对断口进行分析,发现界面断裂形式主要为CFRTP脱出和剪切断裂。采用SEM及能谱仪(EDS)对接头截面进行分析,发现结合界面处存在微观机械嵌合作用,同时在界面处存在元素过渡层。结论 随着激光功率的增大,焊接接头的拉剪力增大,但焊接功率较大会导致热输入过大,造成树脂发生热分解,导致焊接接头拉剪力降低。随着焊接速度的增大,焊接热输入降低,导致焊接过程中树脂熔化量减少,焊接接头的拉剪力降低。界面的机械嵌合作用使焊接接头具有较高的结合强度。     

5A06铝合金扫描激光填丝焊接头变形及应力分析

以30 mm厚5A06铝合金为研究对象,基于SYSWELD有限元分析软件,根据热-弹-塑性理论,建立5A06铝合金扫描激光多层多道焊接接头有限元模型,对其焊接接头的温度场、残余应力及变形进行模拟计算,并进行了试验验证. 模拟结果表明,窄间隙激光填丝焊每个道次的热输入量较小,不会造成热影响区晶粒长大. 焊缝横向残余应力最大值出现在接头靠近下表面的区域,约为130 MPa;靠近上表面处的纵向残余应力最大. 厚度方向上残余应力值较小. 通过与实测值对比,残余应力及变形的模拟值与实测值基本一致,可对接头的残余应力分布及焊后变形进行预测分析.     

铝合金厚板激光扫描填丝焊接气孔抑制

为减少大厚板5A06铝合金激光焊接缺陷,提高焊接过程稳定性,采用激光光束以一定方式运动的扫描焊接的新焊接方法,研究了激光束不同的运动轨迹、幅度、频率对铝合金激光深熔焊接焊缝气孔率的影响,并在焊接坡口设计优化基础上应用窄间隙扫描激光填丝焊接技术进行130 mm厚5A06铝合金焊接试验. 结果表明,采用圆形扫描方式,当激光光束的扫描幅度大于1 mm,扫描频率选择最高频率附近时,能够大幅降低焊缝气孔率;采用窄间隙激光扫描填丝的焊接方法,获得了焊缝平均气孔率1%,无侧壁未熔合、层间未熔合、裂纹等焊接缺陷的130 mm厚5A06铝合金优质焊接接头.     

铝/钛异种金属激光/激光-CMT复合熔钎焊工艺及其组织与力学性能

选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材,ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料,采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法,并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明,激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适的焊接工艺下均容易获得连续、稳定的焊接接头.铝/钛激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊缝中部组织均为α-Al固溶体和Al-Si共晶组织.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊均在钛合金上表面处界面反应层最厚,其厚度分别小于10和6μm.激光熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为锯齿状,激光-CMT复合熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为层片状.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊接接头均断裂在焊缝区,焊接接头平均抗拉强度分别为252和209 MPa,激光熔钎焊比激光-CMT复合熔钎焊接头抗拉强度高20%,而激光-CMT复合熔钎焊比激光熔钎焊焊接效率提升约1.5倍.     

厚壁钛合金熔化焊接技术研究现状

钛合金因其具有比强度高、耐腐蚀性能好和高温性能优良等特点,被广泛应用于航空航天、海洋装备等领域。近年来,随着对厚壁钛合金的需求不断提高,厚壁钛合金的焊接技术也展现出了巨大的应用价值。因此,本文综述了厚壁钛合金材料熔化焊接技术的研究进展,主要涵盖非熔化极气体保护焊、电子束焊和激光焊等,并对厚壁钛合金焊接技术的发展趋势进行了展望。     

基于双向永磁保持的10kV直流快速机构设计

针对现有10kV直流快速操作机构对加工和装配工艺要求高的问题,提出了一种对工艺要求不高的双向永磁保持直流快速操作机构。建立了电磁斥力机构的仿真模型,通过Infolytica磁场仿真确定了斥力线圈参数,得出电工纯铁线圈骨架比环氧树脂和聚四氟乙烯材料更有利于降低分闸时间。通过对原理样机的试验测试,验证了仿真优化的正确性及双向永磁保持直流快速操作机构的可行性。     

真空激光焊接技术研究进展

随着激光器功率的增加,激光传输受等离子体羽辉影响损耗严重,导致激光焊接一次性可穿透深度并非与激光输出功率成正比,焊缝成形稳定性无法可靠保证。而在真空环境下,激光焊接能够展现出不同的工艺特征,能有效抑制等离子体羽辉,增加焊缝熔深,改善熔池稳定性,获得高质量的焊缝。真空激光焊接为实现厚壁构件优质、高效焊接提供了新的工艺方法与研究思路。在综合评述国内外研究成果的基础上,介绍了真空激光焊接技术的发展历史,分析真空环境下激光焊接过程中的焊缝成形、熔池与匙孔、等离子体羽辉特征,梳理了真空激光焊接装备设计和真空激光焊接的相关应用等内容,并对目前该技术研究中存在的问题进行探讨以及对真空激光焊接技术未来发展方向进行展望。     

工艺参数对同轴送出粉末流动状态的影响

借助高速摄像拍摄同轴送粉粉末束流宏观形貌,结合图像灰度化处理方法,系统研究不同工艺参数对粉末束流动状态的影响.针对所用研究方法的可行性进行了评估.结果表明,用灰度值表征粉末空间浓度大小具有较高的可行性.粉末束流焦点处及上、下间隔3 mm左右范围内横截面的粉末空间浓度分布基本呈典型的高斯分布;送粉速率对粉末束流焦点位置影响较小;随着载气量增加粉末焦点位置逐渐上移,粉斑直径逐步变小;同轴保护气流量不易过大,8 L/min是其临界值,大于该值可能会因产生"涡流现象"而导致粉末的运动轨迹发生变化.     

微织构特征对铝合金-CFRTP激光焊接头力学性能的影响

该文研究了激光毛化微织构特征对铝合金-CFRTP激光焊接接头性能的影响,分析了激光毛化微织构的作用机理.结果表明,利用激光毛化技术可以在铝合金表面构建微织构,获得成形良好且性能优异的铝合金-CFRTP激光焊接搭接接头,接头处形成了有效的异种材料紧密嵌合.随着激光毛化微织构深宽比的增大,熔融CFRTP在铝合金表面微织构中由全部填充转变为部分填充,接头拉伸剪切性能呈现先增大后减小的趋势,接头失效机制呈现“混合断裂(粘附断裂+内聚断裂)-CFRTP母材断裂-混合断裂”的变化.当深宽比达到1.2～1.6时接头拉伸剪切性能值最大,此时断裂位置位于CFRTP母材.激光毛化微织构对铝合金-CFRTP接头强化机理为增强CFRTP在铝合金表面的机械嵌合作用,以及激光毛化微织构产生飞溅的“钉扎”作用.