米巴赫激光焊机对中系统研究

某公司冷轧多条连续产线投入米巴赫激光焊机,近10年来曾因焊机对中问题导致产线异常停车降速10余起。为保证产线连续生产稳定性,对米巴赫激光焊机对中装置系统组成和检测原理进行分析,根据产线存在的问题制定相应的维护措施,预防关键设备发生损坏的隐患,提升极限对中能力,优化对中装置检测模式,优化对中参数控制分组,解决了产线运行过程中由于对中问题造成的跑偏停车问题,避免了由焊缝断带等造成的重大经济损失。

蒸汽发生器传热管焊接堵管用小型化激光头研制

核电站蒸汽发生器传热管破损将导致放射性冷却剂外泄,因此需进行堵管作业。激光焊接精度高,可用于蒸汽发生器的焊接堵管。然而,受限于蒸汽发生器的空间结构,现有的激光焊接头往往难以满足实际要求,因此需设计定制化的小型激光头。首先,分析和计算了小型化激光头的光路;其次,设计出小型激光头的机械结构,并完成其在蒸汽发生器内的运动仿真和干涉模拟;最后,对所设计的激光头装置进行了模拟传热管焊接验证。结果表明,所设计的小型化激光头具有良好的焊接性能和可操控性能,可用于蒸汽发生器的焊接堵管作业。

激光与电加热复合熔覆装置结构设计与分析

激光和电加热相结合的复合熔覆装置可以利用工件和丝材的电阻热效应将金属丝升温到一定温度,有效地减少丝材中的水分含量及内应力,提高熔覆效率及工艺稳定性。文中主要设计激光熔覆和电加热复合熔覆的熔覆头结构,激光熔覆与电加热复合熔覆的熔覆头包含激光熔覆和电加热两部分,熔覆头主要从温度控制、防氧化、安全等方面进行设计并进行了数值分析。

光纤激光填丝熔覆系统开发

传统的激光熔覆技术采用金属粉末添加方式,生产效率较低、合金粉末价格昂贵,同时由于合金粉末极易氧化,形成的涂层致密性较差,在实际工业应用领域受到较大的限制。针对传统激光粉末熔覆技术存在的问题,开发了一套光纤激光器填丝熔覆系统,采用IPG光纤激光作为热源,采用TIG-Mate自动送丝装置实现填丝控制,通过LNC-R8200A控制器实现对上述机构的时序控制。试验结果表明,开发的光纤激光填丝熔覆系统,可以高效优质地实现激光熔覆过程。

激光焊接系统环境影响生命周期评价研究

激光焊接技术有着广泛的应用,但仍然存在高能耗、低能效和严重的环境问题。本研究旨在用生命周期评价方法分析激光焊接的环境影响,并将激光焊接与MIG焊、TIG焊和焊条电弧焊等典型焊接工艺进行比较。结果表明:电力消耗、材料消耗在焊接过程中对全球变暖潜值(GWP)的影响占主导地位;激光焊接系统中,冷却装置电力消耗对GWP的贡献超过65%。尽管激光焊接具有更好的焊接质量,但GWP指标高于MIG焊接和TIG焊接,而焊条电弧焊因成品率低导致物料和能源消耗过高产生更严重的环境影响。该研究可为激光焊接工艺的改进提供理论基础。

米巴赫激光焊机焊缝重焊率高原因分析及改进

简介冷轧某机组米巴赫激光焊机的设备结构和焊接原理,结合焊缝形貌对导致焊缝重焊率高的原因进行分析,对5类主要影响因素尤其是焊缝高度差进行重点研究,并提出针对性改进措施,达到降低焊缝重焊率,保证激光焊机稳定顺行,提高机组生产效率的目的。

直接激光沉积合金熔池在线高速摄像机测试技术研究

直接激光沉积过程熔池在线监控是实现自动调控激光工艺参数,保障3D打印高质量零件的新技术之一。文中以合金钢直接激光沉积在线熔池监控系统与方法构建为研究目标,在功率2 000 W,扫描速度分别为2,3,4,5,6 mm/s条件下制备合金钢样品,采用高速摄像机监控系统,探究了合金钢直接激光沉积过程熔池形貌在线测试理论与方法。结果表明:高速摄像机具有对激光与合金粉末作用及形成熔池形貌在线测试的能力,利用高速摄像机观察直接激光沉积过程,通过计算粉末达到熔池前温度为830.8 K,同时观察到粉末并未熔化。随着扫描速度的增大,熔池高度和长度逐渐减小,熔池宽度基本保持不变。该研究结果为研发直接激光沉积熔池形貌自动监控系统提供了重要参考。

基于改进的多体系统误差建模理论的激光拼焊生产线运动误差模型

采用改进的多体系统建模理论对激光拼焊生产线运动误差进行研究。用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态。在基于多体系统理论的误差建模基础上提出位置误差传递函数的概念,用来描述各个误差源对位置精度的影响。根据激光拼焊生产线的结构特点,运用改进的多体系统理论精度分析理论,对激光拼焊生产线运动精度进行系统、全面的分析。采用Leica激光跟踪仪对激光拼焊线的运动误差进行检测,并将检测结果与误差模型分析结果进行对比,结果表明所建立的模型能有效预测激光拼焊线的运动误差。

试析几种激光复合焊接技术

介绍了激光与其它热源进行复合焊接的几种方法 ,分析了这些复合焊接方法在保持激光焊接优点的基础上克服激光焊接缺陷的机理 ,最后指出这些复合焊接方法是激光焊接的一个发展趋势。

窄搭接焊机实现双焊接模式的设计与应用

主要介绍河钢邯钢冷轧厂2号热镀锌线泰勒双焊轮窄搭接焊机搭配激光焊接技术,通过采用新增激光焊接技术,实现了厚度范围在0.7~5.0 mm的有花产品的连续生产,且厚度在3.0 mm以上的带钢无需人工进行补焊,优化了工艺生产节奏,提高了产线作业率,保证了焊接质量,减少了断带事故。

工艺参数对激光透射焊接聚碳酸酯影响

利用激光透射焊接技术对聚碳酸酯（PC）塑料进行焊接,通过正交试验法研究了激光功率、焊接速度、碳黑含量对焊接强度和焊接质量的影响.探讨了热输入对焊接强度的影响,通过对焊缝显微形貌分析,进一步研究了炭黑含量对焊接质量的影响.结果表明,对PC材料来说,激光功率是首要影响因素,其次是焊接速度,最后是碳黑含量.最佳的焊接工艺参数为激光功率40 W,焊接速度40 mm/s,含碳量0.1%.热输入对焊接质量有较大影响,热输入在0.5~1.3 J/mm可得到较好强度的焊件.

激光焊机高精度带钢对中控制系统设计

在冷轧生产线中,激光焊接用来焊接前带钢和尾带钢,从而实现连续生产。焊接前,前带钢和尾带钢的精确对中是决定焊接质量的一个重要步骤。在此提出一种高精度钢带对中伺服控制系统以实现带钢的精确对中控制方法。该对中控制系统以PLC为核心控制器,通过Profibus-DP总线连接分布式I/O控制子系统和Simodrive 611U伺服控制器。利用MTS磁致伸缩位移传感器采集钢带边缘的位置信号,并通过Profibus-DP总线反馈给PLC,用来计算带钢与生产线中心线的偏差。设计了驱动器控制伺服电机的控制程序,实现了钢带的精确对中,现场的测试结果令人满意。

激光-MIG复合焊工艺及其在轨道交通领域应用现状

阐述了激光-MIG复合焊接的基本原理和特点;介绍了铝合金激光-MIG复合焊接的工艺特性、研究现状及其在轨道交通车辆行业的工业应用。激光-MIG复合焊接充分集成激光焊接与MIG焊接的优点,能有效解决铝合金焊接的诸多问题,在轨道交通领域将会得到更加广泛的应用。

大功率半导体激光焊接2024和7075的试验研究

采用自主研制的1 000W半导体激光器,对2024和7075铝合金薄板进行了焊接。论文分析了不同工艺参数对于铝合金焊缝宏观成型和微观组织的影响。2024铝合金焊缝的沉淀析出物尺寸明显变小。试验研究表明焊接过程比较稳定,焊缝成型良好,得出大功率半导体激光器适合于薄铝板的焊接。

复杂曲面有色金属3维激光拼焊的跟踪控制研究

为实现复杂曲面有色金属高功率激光拼焊过程中3维拼缝的精确跟踪,采用拼缝实时测量并进行拼缝形变动态补偿的方法,开展了基于7轴联动的3维拼缝焊接-测量一体化控制算法和关键技术的研究,包括运动控制数学模型、焊接与测量路径规划、焊接过程的实时检测与动态补偿等,并用4kW光纤激光器进行了厚度3mm以下有色金属焊接试验,验证了所提出的算法。结果表明,研究的3维拼缝焊接-测量一体化控制系统能够快速、准确地实现3维拼缝的实时焊接与动态补偿,满足3维焊接的跟踪控制精度要求。

激光焊接发展现状及动向

论述了当前国际上激光焊接研究的现状和发展动向 ,着重讨论了激光焊接设备、焊接工艺与基础理论。

间隙对不等厚板激光拼焊焊缝质量的影响及其补偿方法研究

焊缝凹陷是激光拼焊板的常见缺陷之一,严重影响焊缝强度,间隙是产生焊缝凹陷的主要原因。基于理论分析和工艺试验,研究了间隙的产生原因和对焊缝质量的影响,分析了间隙与工艺参数等因素的关系。研究结果表明:在不等厚板激光拼焊中,允许间隙的大小主要与偏移量、板厚组合、焊缝宽度以及薄板最小熔宽有关,薄板最小熔宽主要与钢板的材料有关。可以采用正偏移量对间隙进行补偿。该研究通过建立最大允许间隙和偏移量的计算公式,给出了间隙的偏移量补偿方法,从而提高了激光拼焊对间隙的适应能力。该结果可为优化工艺参数提供理论指导。

三维拼缝激光焊接的变形动态补偿

针对三维拼缝激光焊接过程中的变形扰动,为实现三维轨迹的精确跟踪,需要在焊接过程中进行拼缝轨迹实时测量和动态补偿.在五轴联动数控焊接机床上,利用激光视觉传感器实现三维拼缝焊接过程的实时测量,获取拼缝轨迹的偏差信息,将偏差信息从测量坐标系转化到工件坐标系,实时补偿各运动轴的进给量,从而实现三维拼缝曲线焊接过程的动态补偿;分析了基于测量反馈的三维焊接闭环控制系统的稳定性,最后对所提出的算法进行了试验验证.结果表明,研究的三维拼缝实时测量与动态补偿方法能够满足三维激光焊接的跟踪控制要求.

聚苯乙烯粉选择性激光烧结工艺参数优化

对聚苯乙烯（PS）粉在激光功率20w、预热温度70℃、扫描间隔0．30min等工艺参数下，研究了扫描速度和层厚对烧结试样长度、宽度、高度相对误差及孔隙率等的影响，并在电镜下观察了烧结试样微观组织，对工艺参数进行优化。结果表明：PS粉烧结时，在不同工艺参数下会分为熔融区和微熔区，熔融区和微熔区烧结件长和宽均由于收缩变形而小于理论值；在熔融区，随着扫描速度和层厚的增大，长、宽尺寸精度越来越高；在微熔区，长、宽尺寸精度变化不大，同时试样由过深烧结到烧结不足，高度值由大变小，试样孔隙率逐渐增大。扫描速度对孔隙率影响较大，分层厚度对孔隙率影响较小，确定层厚在0．20～0．22mm、扫描速度在2100mm／s为最佳烧结工艺参数。

CO_2激光焊接快速凝固耐热铝合金AA8009

采用3种不同的焊接速度（0.6, 1.5和2.4 m/min）, 对板厚为1 mm的耐热铝合金AA8009进行CO2激光焊接. 研究结果表明： 在焊接冷却速度为102～103 ℃/s时, 焊缝中心凝固组织为亚共晶组织, 大量细小的第二相粒子弥散分布在细小近等轴的α-Al中;在熔化区边界存在大量粗大的针状相分布在粗大胞状枝晶α-Al中;提高焊接速度可改善焊接接头组织和性能, 当焊接速度为2.4 m/min时, 焊缝组织类似于基材组织;焊接接头断裂发生在熔化区边界.