2219铝合金激光镜像立向焊接过程中匙孔稳定性

本文对2219铝合金进行立向上的激光镜像焊接,采用高速摄像观察匙孔开口处的波动情况,建立激光镜像焊接热-流耦合模型,对焊接过程进行数值模拟,并通过不同激光功率和焊接速度条件下的温度场和流场变化情况,分析影响匙孔稳定性的因素。结果表明:增大焊接热输入不仅可以提高匙孔耦合程度,也可以改善匙孔稳定性,当焊接速度降低至2.1 m/min时,匙孔扩展趋势明显,波动集中在匙孔开口区域。激光功率提高至3500 W时,匙孔开口处稳定性较好但在匙孔耦合中间处易出现波动。立焊的方式使匙孔在横截面上具有较强的热力对称性,整体稳定性较高,但纵截面方向由于重力影响使匙孔上壁和下壁扩展倾向差距较大,匙孔下壁具有较高的稳定性。

热输入对2219铝合金激光镜像焊接匙孔动态特征的影响

针对2219铝合金激光镜像焊接过程,建立激光镜像焊接过程热-流耦合模型,对匙孔动态特征进行定量求解与分析.结果表明在激光镜像焊接过程中,两侧匙孔迅速耦合并保持小幅度波动.匙孔耦合前,两侧匙孔横截面面积差异较小,最多相差仅0.35 mm^(2);匙孔耦合后,匙孔横截面面积持续增加,并于120 ms后在一定范围内波动.热输入的增加会导致匙孔的耦合程度增大,并提高匙孔稳定性,其中激光功率对匙孔耦合区域影响较大,焊接速度对匙孔开口面积影响较大,基于上述规律总结出针对6 mm厚2219铝合金镜像焊接试验的优化焊接工艺窗口.

铝合金激光-MIG复合焊熔滴对匙孔作用的模拟

将复合焊接过程中的反冲压力、表面张力等驱动力及熔滴过渡行为考虑在内,建立5A06铝合金激光-MIG复合焊接数值模拟热流耦合模型,由于熔池内的流动及匙孔稳定性对焊接性能有重要影响,因此针对熔滴与匙孔及熔池稳定性的影响进行了系统讨论,并且通过采用不同的熔滴落入位置进行计算.结果表明,当熔滴落入位置距激光中心较近时,熔滴对匙孔的冲击作用较大,匙孔壁的平均流速和波动频率有所增加,匙孔更易由于周期性的熔滴过渡而产生液桥发生闭合,熔滴落入位置还会影响匙孔深宽比,进而影响激光能量的菲涅尔吸收.