Influence of laser energy input mode on joint interface characteristics in laser brazing with Cu-base filler metal

The flange butt joints of 1 mm-thick galvanized steel sheets were brazed with CuSi3 as filler metal at different laser heating modes. The microstructures and element distributions of joint interface were investigated by SEM and EDS. The results show that there is no obvious interface layer with the circular individual beam heating and lamellar Fe-Si intermetallic compound layer is found with dual-beam laser spot heating. With the irradiation of rectangular laser spot, the joint interface layer is also formed. The layer thickness is larger than that of dual-beam brazing and the layer shape is flat so that intermetallic compounds trend to grow into cellular crystals. Moreover, the interface layer shape also depends on its position in the joint. Under the high heat input, dendritic or granular intermetallic compounds dispersively distribute in brazing seam adjacent to the interface, which is caused by the melting or dissolving of the base metal. According to the results, the brazing quality can be controlled by laser heating mode and processing parameters.     

Q235钢表面激光熔注WC涂层的微观组织及耐磨性

采用激光熔注技术对材料进行表面强化具有显著的优点.将WC陶瓷作为注入颗粒,在Q235钢表面制备激光熔注层.对激光熔注工艺进行了系统研究.利用SEM,EDS,XRD等手段分析熔注层的微观组织结构,对熔注层的硬度和耐磨性能进行了测试.结果表明,成功的激光熔注过程需要严格的工艺参数条件,采用优化的工艺参数时激光熔注WC表面层成形良好.熔注层主要由WC,W2C以及M6C(Fe3W3C-Fe4W2C)强化相组成,Fe3W3C分别以颗粒之间基体上的树枝晶和依附WC颗粒形成的反应层两种形态存在于熔注层中;熔注层平均硬度约为母材硬度的4倍,熔注层摩擦系数不超过基体的1/4,熔注层耐磨性良好.     

CO2激光-MIG复合焊接射滴过渡的熔滴特性

本文以 5 .0mm厚LF6防锈铝合金板为试验材料 ,进行了CO2 激光 -MIG电弧射滴过渡的旁轴复合焊接试验。试验结果表明 ,在激光锁孔效应下 ,CO2 激光 -MIG复合焊接铝合金不仅具有在较宽的参数范围内焊缝成形美观 ,熔深熔宽增加 ,无气孔等优点 ;而且还发现 ,与单MIG焊接的熔滴过渡特性相比 ,复合焊接过程中一方面由于激光能量和激光锁孔效应产生的大量金属等离子体对熔滴的热辐射作用 ,促进了熔滴过渡 ;另一方面由于激光等离子体对熔滴的吸引力和金属蒸气对熔滴的反冲力又阻碍了熔滴过渡 ,两者综合作用改变了熔滴过渡方式和过渡频率。在此基础上 ,通过对复合焊接过程中焊接电流和电弧电压波形以及熔滴过渡特征的分析 ,进一步研究了激光功率、激光与电弧的作用位置以及激光束离焦量对复合焊接过程中熔滴过渡频率的影响规律。     

圆形摆动激光对5A06铝合金激光焊接熔池流动行为的影响分析

摆动激光焊接方法中,激光束对于熔池的搅拌作用将导致熔池流动行为有异于传统激光焊接,因此为了从理论上阐述摆动激光焊接过程中熔池流动行为,构建了5A06铝合金摆动激光焊接过程热—流耦合模型.系统分析了圆摆激光焊接过程中,摆动幅度和摆动频率对熔池热流场的影响规律.结果表明,增加摆动幅度会降低熔池深宽比,从而提高焊接稳定性,同时熔池流动行为更加复杂,增大了熔池内部物质交换范围.摆动频率的增加会抑制熔池流动,使其更加规律,有利于气泡的排出从而降低气孔率.     

异种合金激光熔钎焊技术的现状与展望

文中对近年来新出现的异种合金激光熔钎焊方法进行了评述,在润湿铺展性能、接头形式和界面反应机制三个方面进行了分析,并结合国内外现有的研究成果,提出了异种合金激光熔钎焊目前需要解决的几个问题,进一步推进激光熔钎焊新方法的应用.     

Al合金表面激光-钨极氩弧复合熔注WC颗粒研究

针对铝合金激光熔注(LMI)工艺过程中对激光反射率高、表面存在氧化膜且导热率高等主要问题,开发了激光-钨极氩弧(TIG)复合熔注工艺.研究了激光-TIG复合方式,送粉方式,送粉载气流,TIG保护气流,激光功率,TIG电流等工艺参数的影响.研究发现,为实现有效的熔注强化效果,应选择后送粉方式;熔注层深度随TIG电流增加单调增加,随激光功率增加熔注层深度呈先增后降.送粉载气和TIG保护气相互匹配,是影响熔注工艺的关键因素.通过工艺参数匹配和优化,成功制备了WCp/A1表面复合材料层.熔注层厚度为0.5～4.3 mm,深度可根据需要通过合理调节工艺参数来控制.     

Sip/Al复合材料激光填丝钎焊工艺

采用激光填丝钎焊对2 mm厚高体份(体积分数75%)Sip/Al复合材料接头进行连接。研究不同工艺参数(光斑、坡口形式、热输入)下的焊缝成形特征,观察接头的组织形貌,对不同热输入条件下的接头进行力学性能评价。结果表明:采用圆形光斑,开60°V型坡口,脉冲焊接模式适合该复合材料的焊接,焊缝成形较好。焊缝组织的演变与母材熔入的Si增强相含量密切相关。焊接接头的最大抗拉强度为42.4 MPa,达到母材的67%。试件断裂方式主要有两种:线能量较小时连接状况较差,熔合区易发生断裂;线能量较大时焊缝缺陷较多,易发生断裂。     

激光熔注WCp/Ti-6Al-4V梯度复合材料层形成机制

采用激光熔注(LMI)技术在Ti-6Al-4V表面制备了WCp/Ti-6Al-4V梯度复合材料(MMC)层,对其形成机制进行了研究.研究结果表明,WC颗粒在复合材料层中的分布与其初始速度v0、穿越熔池表面最小临界速度vmin以及熔池粘度η有关.由于WC陶瓷颗粒密度大,在激光熔注过程中具有较高的动能,熔池粘度不再是决定梯度复合材料层形成的关键因素.对于WC/Ti材料体系,熔池凝固前沿是形成WCp/Ti-6Al-4V梯度复合材料层的重要因素,复合材料层不同深度范围内WC颗粒的数量由这一深度熔池凝同前沿长度所决定.WC颗粒注入位置对其在复合材料层中的分布有很大影响.在WC颗粒由熔池后部"拖尾"注入的情况下,该区域熔池深度较浅,WC颗粒遇到的熔池凝固前沿位于较高的位置,大多数WC颗粒被"冻结"在复合材料层的上部,进而形成了WCp/Ti-6Al-4V梯度复合材料层.     

矩形光斑钛/铝异种合金激光熔钎焊

为提高焊接过程的稳定性,拓展最佳的工艺参数范围,采用能量均匀分布的矩形光斑对V形及Y形坡口的钛/铝异种合金进行激光熔钎焊(LWB),获得了在不同线能量条件下的界面微观组织及接头的力学性能.采用扫描电镜(SEM)及金相显微镜对接头界面的微观组织进行观察,结果发现,界面反应层厚度依赖于焊接线能量大小,并且从接头的上部到下部逐渐变薄;界面反应层厚度的不均匀分布对接头的力学性能有很大影响.根据抗拉强度测试的结果发现Y形坡口的焊接接头存在着混合型断裂、焊缝处断裂和界面处断裂三种断裂模式,而V形坡口的焊接接头存在着焊缝处断裂和界面处断裂两种断裂模式;接头的最高抗拉强度为290 MPa,可达铝母材的80%以上.     

激光维持燃烧波对激光-TIG复合热源的影响

激光诱发的等离子体可分为金属蒸汽等离子体和保护气体等离子体．激光-TIG复合焊接过程降低了气体电离条件，促进了激光维持燃烧波(LSC)的形成．通过CCD监测激光-TIG复合热源焊接过程，深入研究了LSC波的形成机理及对激光-TIG复合焊接的影响．