5mm厚紫铜激光焊接接头组织及性能研究

为了研究离焦量对5mm厚紫铜激光焊接焊缝成形的影响和组织特征及性能,采用金相显微镜对焊缝组织及形貌进行分析,并对接头进行了拉伸及电导率测试。结果表明,在高离焦量绝对值时,易出现飞溅并造成焊缝表面孔洞,在离焦量0mm～-2mm范围内可获得成形良好的焊缝;焊缝纵截面柱状晶与焊接方向的角度由两侧的90°逐步降低为中间的0°,靠近焊缝上表面的柱状晶长度约为靠近下表面的柱状晶长度2.96倍,热影响区晶粒发生粗化,且离焦量+1mm对应的热影响区宽度最大;焊透情况下的不同离焦量对应的接头拉伸强度相当,可达母材的77.3%,离焦量0mm～-1mm对应的接头延伸率略高于离焦量-1mm～-4mm对应的接头延伸率,可达母材的54.9%;焊缝的电导率与母材几乎一样。该研究有利于获得成形良好的紫铜激光焊接接头。

TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头显微组织和力学性能

研究TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4/TA17异种钛合金激光焊接头焊缝的显微组织为片状α′马氏体,TC4侧靠近母材的热影响区和TA17侧靠近母材的热影响区只发生α相向β相转变,TC4侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+针状α′马氏体,TA17侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+片状α′马氏体。TC4/TA17异种钛合金激光焊接头的显微硬度呈不对称分布,焊缝的显微硬度最高,TA17母材显微硬度最低。TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头断裂在TA17母材,断口呈现韧性断裂形貌。

厚10 mm不锈钢大功率碟片激光焊接及影响因素研究

为了实现10 mm厚304不锈钢的单道激光焊接,在10 k W碟片激光焊接设备上进行了全熔透焊接工艺试验研究,分析了不同焊接速度、离焦量、激光功率对焊接质量的影响。在显微镜下观察焊缝横截面形貌及测量几何尺寸。结果表明,焊接速度较低时,上下表面容易出现烧蚀,焊接速度较高时,会出现底部驼峰;离焦量影响激光聚焦位置,负离焦较大时会降低激光能量利用率,负离焦较小时会导致表面烧蚀,对于10 mm厚工件,离焦量为-3 mm时较好。激光功率对焊缝熔深影响较大,激光功率较小时不足以形成全熔透焊缝。拉伸试验结果表明,焊缝抗拉强度平均为639.6 MPa,达到母材抗拉强度的95.5%;屈服强度平均为297.6 MPa,达到母材屈服强度的99.2%;伸长率平均为61.2%,达到母材伸长率的95.5%。

激光功率对5mm厚紫铜激光焊接焊缝组织及力学性能的影响

采用碟片激光器对5mm厚紫铜进行激光焊接,研究了激光焊接过程中的激光功率对焊缝成形的影响,并研究焊接接头组织特征及力学性能。结果表明,在激光功率4.5~9.5kW范围内,焊缝熔深与激光功率几乎呈线性关系;高功率可显著减少焊接过程的飞溅及表面孔洞,未焊透的焊缝飞溅及表面孔洞多于焊透的焊缝。焊透的焊缝横截面形貌为I型形貌,焊缝横截面左右两侧显微组织为水平方向的柱状晶,越靠近焊缝中间的柱状晶长度越短,而焊缝中间显微组织为平行于厚度方向的柱状晶。接头拉伸断裂于焊缝处,焊接接头的抗拉强度和延伸率较母材发生显著降低,焊接接头的拉伸强度为母材的77.3%,延伸率为母材的41.8%。

TC4钛合金中厚板激光焊接接头显微组织与力学性能

采用高功率碟片激光器焊接8mm厚TC4钛合金,研究了激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,焊缝组织为晶界明显的粗大原始β柱状晶,晶内为针状马氏体,随着激光功率的增加,马氏体分布更加密集;近焊缝侧的热影响区组织为残余α相+针状马氏体,近母材侧的热影响区只发生α相向β相转变。焊接接头的显微硬度从母材到焊缝呈增加趋势,至焊缝处达到最高,不同功率下的焊缝显微硬度相当;8mm厚TC4钛合金在速度为2.7m/min,7.3~7.9kW高功率工艺参数下可获得质量良好的焊缝,焊接接头的抗拉强度、延伸率与母材相当,断裂在母材;在速度为2.7m/min,7.0kW低功率工艺参数下,焊缝有气孔倾向,焊接接头的延伸率只有母材的24%,断裂在焊缝。断在母材和焊缝的断口都呈韧窝形貌,断在焊缝的断口韧窝数目更少。

高功率碟片激光扫描焊接工艺研究

为了实现薄板材料的高功率激光扫描焊接工艺,将高功率碟片激光与振镜结合,在2mm碳钢表面进行了激光扫描焊接试验,对激光扫描焊接焊缝截面尺寸及组织进行了研究,分析了焊接速度对熔深熔宽的影响规律,并采用1mm碳钢进行了搭接焊接试验。结果表明,在激光功率5kW,扫描速度30mm/s时,可获得2mm厚的熔深,而随着焊接速度的增大,焊缝熔深、深宽比逐渐减小,焊缝熔宽变化幅度较小。搭接焊接结果表明,激光扫描焊接能够获得良好的接头,拉伸测试表明接头强度高于母材。