光束摆动对T2紫铜激光搭接焊缝成形及力学性能的影响

目的采用激光光束摆动方式改善T2紫铜激光焊接的焊缝质量,提高T2紫铜搭接焊接头的力学性能。方法对比不同摆动模式下T2紫铜搭接焊接头的焊缝成形,测试圆形摆动模式下摆动频率和摆动幅度对接头横截面形状的影响。采用显微镜观察分析焊缝金相组织,并研究摆动工艺参数对显微硬度、抗剪力的影响规律,最终得到最佳的工艺参数组合。结果相对于常规激光焊接和横向、无穷摆动模式,圆形摆动模式下T2紫铜焊缝成形最好。圆形摆动模式下,摆动频率从100 Hz增大到600 Hz时,熔深相应减小,熔宽变化不大;摆动幅度从0 mm增大到2 mm时,熔深相应减小,熔宽增大。接头断裂形式一般为焊缝边缘断裂,且接头光束摆动重熔区域等轴晶有所增加。当摆动频率由100 Hz增大到500 Hz时,结合面熔宽变化不大,显微硬度相应增大,接头得到强化,抗剪力由2.07 kN增大至2.32 kN;当摆动幅度从0 mm增大到1.2 mm时,显微硬度有所降低,结合面熔宽由0.332 mm增大到1.347 mm,抗剪力随之由1.35 kN增大至2.36 kN。结论圆形光束摆动模式下,当A=1 mm,f≥300 Hz或f=300 Hz,1 mm≤A≤1.5 mm时,能明显改善T2紫铜表面焊缝质量;激光光束的摆动有利于增大结合面熔宽,从而提高T2紫铜搭接焊接头的力学性能。

光束摆动法减小激光焊接气孔倾向

针对激光深熔焊过程中易出现的气孔问题 ,作者提出光束摆动激光焊接减小气孔倾向的工艺。利用 3kW快轴流CO2 激光器分别对激光焊接过程中可能出现的氮气孔和氩气孔进行了试验研究。结果表明 ,光束摆动激光焊接对氮气孔有显著的消除效果 ,随着摆动频率的增加 ,气孔急剧减少 ,并且在摆动幅度仅为 0 .5mm的情况下 ,就可以起到消除气孔的效果 ;光束摆动激光焊接对于抑制氩气孔也有一定作用 ,摆动频率越大 ,摆动幅度越大 ,对熔池的搅拌越大 ,越有利于气泡的逸出 ,焊缝中氩气孔越少。

1.5mm镀锌板激光摆动填丝焊接工艺研究

以1.5mm镀锌板为研究对象,为解决镀锌板激光焊接间隙大(0.3mm~1.0mm)和飞溅产生气孔问题,采用摆动填丝进行焊接,通过改变激光功率、送丝速度、摆动速度、摆动直径等影响因素进行激光填丝焊接试验,探究出最优镀锌板激光摆动填丝焊接工艺参数。结果表明,与传统的接焊相比,激光摆动填丝焊有利于减少焊缝中气孔的生成,解决了激光焊接对镀锌板苛刻的间隙要求。

不锈钢板激光光束摆动叠焊工艺研究

采用光纤激光器和D50摆动激光头进行不锈钢板激光叠焊工艺研究,分析了5种激光光束摆动方式对焊缝成形和气孔率的影响规律,并对直线形光束摆动方式下的焊接工艺参数进行了优化。研究结果表明:相对于常规激光焊接,5种激光光束摆动方式焊接均能有效增大叠焊板结合面熔宽,并可抑制焊缝气孔的产生。在直线形光束摆动方式下,随着激光功率增大或焊接速度减小,焊缝熔深和结合面宽度均增大;随着摆动频率增大,熔深则相应减小;随着摆动振幅增大,焊缝截面形状由丁字形向椭圆形、梯形转变。当激光功率、焊接速度、离焦量、摆动振幅和摆动频率分别为3 kW、2.4 m/min、5 mm、1.5 mm和300 Hz时可获得成形好、气孔较少、剪切强度较高的叠焊接头。

光束摆动和氮气合金化对钼合金接头组织和性能的影响

钼合金熔化焊接存在晶粒粗大、晶间偏析问题,导致接头力学性能差,采用激光束摆动和氮气合金化方法开展试验研究.结果表明,单独采用光束摆动措施后,焊缝区平均晶粒尺寸减小约28%,焊缝中心显微硬度从190 HV提高到200 HV,钼合金对接接头抗拉强度从29.83 MPa提高到130.03 MPa.单独采用氮气合金化(保护气体10%N_(2)+90%Ar)的方法后,焊缝中心显微硬度从190 HV提高到240 HV,钼合金对接接头抗拉强度从29.83 MPa提高到350.94 MPa;在同时采用激光摆动与氮气合金化时接头抗拉强度达到了439.43 MPa,为母材抗拉强度的67.8%,且断裂模式由沿晶断裂转变为了沿晶断裂与穿晶解理断裂并存;分析认为氮气合金化对接头性能的强化效果得益于晶内和晶界处Mo_(2)N相的生成.

超细晶粒钢光束摆动激光焊接的研究

本文从激光焊接熔池的热流与作用力的理论分析出发,结合具体实验,探讨了超细晶粒钢激光焊接光束摆动对焊缝组织及性能影响的可能性。研究发现,激光摆动焊接可以抑制焊缝柱状晶的生长、细化晶粒,有利于提高焊接接头的机械性能。

激光束摆动焊接低碳钢焊接接头的组织和力学性能

利用IPG YLS-6000型光纤激光器和摆动焊接头对Q235钢进行了线性焊接和摆动焊接试验,对比分析了两种焊接接头的显微组织及力学性能。结果表明:激光束摆动焊接较线性焊接可显著增加焊缝宽度(1.34 mm→1.60 mm);两种焊接接头各微区的显微组织相同,焊缝组织为板条马氏体、板条贝氏体和晶界铁素体,热影响区的完全奥氏体化区主要为铁素体和板条马氏体,不完全奥氏体化区则为晶粒尺寸不均匀的铁素体和珠光体;摆动焊接接头的整体硬度高于母材,焊缝纵向抗拉强度约为母材的1.74倍,延伸率仅为母材的66.7%,冲击韧度可达母材的90%左右,与线性焊接接头具有相同的力学性能。摆动焊接可以有效降低激光焊接对组对间隙的要求,且对焊接接头的硬度、强度和韧性无不利影响。

摆动工艺对钛合金窄间隙激光填丝焊缝成形及气孔率的影响

本文探索了光束摆动对TC4钛合金窄间隙激光填丝焊缝成形和气孔率的影响。研究结果表明,无摆动时,焊缝表面起伏不连续,横截面窄而深,增加光束摆动之后,表面成形连续均匀,横截面相对变得宽而浅。当采用垂直或圆形摆动方式,摆动幅度为1.5~2 mm,摆动频率在20~100 Hz之间时,获得了焊缝表面和横截面成形良好的焊接接头。当采用圆形摆动,摆幅为2 mm,摆动频率在100~200 Hz之间时,获得的焊缝无明显气孔。采用该工艺进行了20 mm厚TC4钛合金窄间隙激光填丝焊接,焊接接头呈银白色,焊缝均匀连续,接头拉伸性能测试表明,其最大抗拉强度达930 MPa,接头强度与母材等强,断裂方式为韧性断裂,拉伸试样断裂在母材。

激光-GMAW复合焊焊缝合金元素分布不均匀性研究

采用EH36钢板进行激光-GMAW复合焊堆焊试验,研究了热源相对位置、热源参数和激光束摆动参数等对焊缝Ni元素分布不均匀性的影响。结果表明:与电弧引导激光焊接相比,激光引导电弧焊接时焊缝Ni元素分布较均匀,这是因为该焊接方向下,熔池向下流动趋势增大,促进了Ni元素的均匀分布;随着激光束摆动幅度或摆动频率的增大,焊缝Ni元素分布均匀程度增大。激光束的摆动对熔池搅拌作用增强,同时焊缝凝固速度降低,熔池内合金元素扩散和对流作用能充分进行。