基于神经网络的粉末冶金材料激光焊接工艺优化

针对薄壁金刚石钻头的激光焊接应用,采用德国LSM240全自动激光焊接系统进行单面焊接试验,建立了粉末冶金材料激光焊接工艺优化的误差反向传播人工神经网络模型,应用该模型研究了激光焊接工艺参数对气孔率和焊缝强度等焊接质量因素的影响,并对薄壁金刚石钻头激光焊接进行了工艺参数优化处理,获得了无气孔缺陷的优质焊接接头。结果表明,气孔率同激光功率、焊接速度之间具有幂函数关系;焊缝强度同激光功率、焊接速度之间具有高斯函数关系。

固溶温度对激光粉末床熔化GH3536合金组织演变及力学性能影响

利用激光粉末床熔化(laser powder bed melting, LPBF)制造GH3536镍基高温合金,通过研究不同激光功率和扫描速度对缺陷数量的影响,进行工艺参数优化.为了缓解沉积态组织的各向异性,消除残余应力,对LPBF制造合金进行固溶处理,探究不同固溶温度对组织及力学性能影响规律.借助扫描电子显微镜(SEM)和配套的电子背散射仪(EBSD)对试样的显微组织进行观察,并进行力学性能测试.结果表明,随着固溶温度的升高,沉积态熔池轮廓消失,碳化物溶解,小角度晶界数量减少. 1 100℃固溶试样常温拉伸的屈服强度为450 MPa,随着固溶温度的升高,小角度晶界对位错运动的阻碍减弱,屈服强度降低,经过1 220℃固溶,试样屈服强度为315 MPa.1 100℃固溶试样的高温抗拉强度为220 MPa,高温拉伸时碳化物沿晶界析出导致晶界脆化,随着固溶温度的增加,沿晶界分布的碳化物数量减少,抗拉强度逐渐增大.

钛合金潜弧双面焊接头组织和性能分析

采用潜弧焊双面焊接工艺分别对34 mm和58 mm厚的TA15钛合金进行焊接,观察分析了焊接接头的宏观组织特征和焊缝区微观组织形貌,测试了接头的力学性能以及气体含量,并对接头的焊接质量进行X射线检查。结果表明,焊缝区内为晶粒尺寸较大的柱状晶,晶内为针状α相。接头拉伸断裂发生于焊缝区,为韧性断裂,抗拉强度达到母材强度的96%。焊接过程中,未发生氧化,无焊接缺陷,焊接接头质量良好。

搅拌摩擦焊在汽车白车身前纵梁上的应用

通过对搅拌摩擦焊工作原理及常见缺陷进行详细的叙述,研究汽车白车前纵梁结构摩擦焊的工艺情况并对焊口进行详细的分析。可知,与熔化极惰性气体保护焊相比,搅拌摩擦焊后外观成形良好、焊缝内部熔合致密、无孔洞缺陷,接头抗拉强度可达到290 MPa,极大地提高了生产效率和接头质量。

激光功率对铝合金激光-MIG复合焊熔滴过渡行为及飞溅的影响

为研究激光功率对铝合金激光-MIG复合焊接过程稳定性的影响,采用高速摄像及NI USB-6251数据采集卡对复合焊接过程中电弧参数、熔滴过渡行为及飞溅产生行为进行了研究。结果表明:随着激光功率增大,电弧峰值电流减小,而峰值电压增大;在4 kW激光功率时,以射滴过渡为主,偶尔发生短路过渡情况,随激光功率小幅增加,短路过渡现象消失;当激光功率增大到5.5 kW时,稳定的一脉一滴过渡中出现了两脉一滴的过渡形式,降低了熔滴过渡稳定性。激光功率增大,金属蒸气对匙孔壁上液态金属剪切力也随之增强,导致匙孔壁上方飞溅产生次数增加。当激光功率为4~4.5 kW时,匙孔后壁飞溅产生次数明显多于匙孔前壁,但激光功率大于5 kW后,匙孔前后壁飞溅次数相当。最后,对匙孔前后壁熔池金属进行了受力分析,并总结了匙孔壁上方飞溅产生的机理。

铝合金摆动激光-MIG复合焊接特性及气孔控制

在铝合金激光-熔化极惰性气体(MIG)复合焊过程中,摆动激光的引入会增强熔滴过渡的稳定性,有效抑制焊接过程中的飞溅,改善焊缝下部激光作用区的成形,使得试板厚度方向上焊缝的尺寸均匀性增强,焊缝的气孔缺陷大大降低。当摆动圆形直径较小(为0.2 mm)时,焊缝气孔率约为2.4%,较常规复合焊(约为7.8%)明显降低。常规激光-电弧复合焊匙孔底部熔池存在明显向下流动的趋势并产生局部涡流,此时在底部聚集的气泡逸出难度较大,因此有较多的气孔残留在焊缝中。当采用较小摆动幅度的激光时,匙孔开口尺寸增大,稳定性增强,并且在匙孔中部有较强的向下的熔池流动,使得熔池底部的气泡快速逸出熔池。