铝/铜蓝-红激光复合焊接头组织及性能

为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持300 W,PR(红光功率)在700~1400 W区间内增加,铜侧熔深由60μm增大到1000μm,在PR=800 W时实现良好的冶金结合.焊缝组织由Al固溶体、Al-Cu共晶相和Al_(2)Cu金属间化合物组成,随激光功率增大,焊缝局部出现Al_(4)Cu_(9)相,边缘出现AlCu,Al_(4)Cu_(9)和AlCu_(3)相.在PR=800 W下抗剪强度达到最高108.6 MPa,接触电阻达到最小94μΩ,裂纹由两极交界处Al_(2)Cu区域萌生,沿焊缝边缘由外层Al_(2)Cu区扩展到底部Al固溶体和Al-Cu共晶区交界处,断裂形式为解理断裂.

激光复合焊技术研究及应用进展

激光复合焊通过激光与各种热源间的协同效应实现了不同热源的优势互补,应用前景广阔。总结了激光-激光、激光-电弧、激光-电阻热、激光-感应热源、激光-搅拌摩擦热等常见复合焊方法的机理,重点从工艺参数优化、匙孔稳定性、缺陷控制等方面介绍了近年来激光复合焊的工艺研究现状,并重点介绍了激光复合焊技术在航空航天、汽车制造、轨道交通、船舶工程及工程机械等领域的应用情况及未来发展趋势,为今后研究及应用提供参考。

薄板拼板激光复合焊接工艺研究

随着薄板在船体各部位的应用日益增多,薄板智能焊接成为薄板分段效率提高和建造质量稳定的重要保证。针对船舶建造中薄板拼板激光复合焊接工艺过程,研究了铣边工艺过程中积屑瘤的成因及消除措施、适用于激光复合焊接的耐高温车间底漆的选型,以及保护气体稳定传输等工艺方法,提出了适合现场高效生产的解决方案,为智能造船提供技术保障。

高强钢激光复合焊中磁感预热技术的运用及分析

激光复合焊是一种高效的焊接技术,其特性在于:热输入小、变形小、热影响区窄等,但其急热快冷的特性容易造成工件淬硬倾向。本文以6、8mm高强钢为研究对象,通过相同的焊接参数对比预热以及不预热条件下激光焊接接头性能及微观组织的差异分析高强钢是我国船舶主体结构用钢,目前采用的焊接方法以埋弧自动化和手工电弧焊为主,少量采用二氧化碳气保护焊。

高速列车6N01侧墙激光复合焊接头软化行为分析

采用激光-电弧复合焊工艺焊接高速列车侧墙6N01铝合金型材,并对焊接接头的软化行为进行分析.通过拉伸试验、显微硬度测试、微观金相试验和拉伸断口SEM试验,系统分析激光-电弧复合焊焊接接头软化行为,并与目前生产中应用的MIG焊接头的性能进行对比.结果表明,采用复合焊,焊接接头强度均较MIG焊接头的强度提升10%以上,HAZ的软化区较MIG焊的减小了40%~60%;激光复合焊接头金相组织晶粒更细小,第二相质点数量多而且弥散细小,MIG焊热影响区晶粒长大倾向较大,强化相质点数量少并且尺寸较大.采用激光-电弧复合焊方法对高速列车车体的侧墙所发生的焊接接头软化有较大的改善.

基于SYSWELD的激光复合焊焊接变形数值模拟

地铁作为一种重要的交通工具,在城市生活中起着越来越重要的作用,地铁同时具有绿色无污染、准时、运载能力强等优点.选用3D高斯+双椭球热源,采用固有应变法,对地铁牵引梁在不同约束情况下的焊接变形进行了模拟.在模拟现有约束情况的基础上,另外设计了3种约束情况.结果表明,采用固有应变法的模拟与实测结果吻合较好,x,z向最大变形都出现在方案2中,分别为2.46和13.13 mm,y向变形稳定在1.63 mm左右;将变化率方差最大的角变形作为评价标准,得到方案4最合理,角变形最小为1.21°.

高强度耐候钢Q450NQR1激光复合焊接头组织与性能

采用激光电弧复合焊对Q450NQR1高强度耐候钢进行焊接。试验结果表明:当热输入为3.54 k J/cm时,焊缝组织主要是马氏体,热输入为4.06 k J/cm时,组织主要为针状铁素体,热输入为4.93 k J/cm时,组织主要为粒状贝氏体。粗晶区组织由马氏体和粒状贝氏体组成,随着热输入的增加,粗晶区的晶粒尺寸增加,马氏体含量减少,粒状贝氏体含量增加,焊缝和粗晶区的显微硬度减小。不同热输入下焊缝金属的屈服强度和抗拉强度均高于母材,断裂位置位于母材,热输入为4.06 k J/cm的焊缝金属低温冲击韧性最高。

激光与电弧间距对激光复合焊熔滴过渡的影响

采用高速摄影设备研究了在两种焊接电流工艺参数下激光与电弧的间距变化对CO2激光-MIG电弧复合焊接熔滴过渡过程的影响.试验发现,在高速MIG焊接时熔滴过渡不稳定,在激光-MIG复合焊接时,由于激光光致等离子体对熔滴的热辐射作用和对电弧的吸引作用而改变了电弧的形态及相应的熔滴的受力状态,使得熔滴的过渡过程发生了改变,对于不同的焊接电流工艺参数,存在不同的最佳激光与电弧间距.结果表明,在最佳间距下,即两个等离子体的耦合作用良好时,熔滴过渡形式为单一的稳定射流过渡,电流电压恒定,焊缝成形良好.

工艺参数对建筑结构钢激光复合焊接头性能的影响

采用激光焊和MIG焊的复合焊接方法,进行了建筑结构钢Q345B激光复合焊试验,并进行了接头的拉伸性能、冲击性能、耐腐蚀性能等测试以及X光无损探伤。结果表明,随着激光功率P与焊接速度v的比值增大,接头的拉伸性能、冲击性能和耐腐蚀性能均呈现出先提高后下降的变化趋势;当P/v=50时,焊接头的室温抗拉强度、屈服强度、伸长率及冲击吸收功均达到最大值,分别为母材的94%、95%、94%、97%,此时接头的腐蚀电位最正,较P/v=25时正移了351 m V,较P/v=57时正移了303 m V。

基于逐步回归法研究激光复合焊接工艺参数对焊缝的影响

采用CO2激光-TIG复合焊接3mm厚的不锈钢板,基于多元线性回归方法,研究了焊接工艺参数对焊缝熔宽及熔深的影响。试验结果表明,对激光-电弧复合焊焊缝熔深影响程度从大到小的焊接工艺参数依次为:激光功率、焊接速度、TIG焊焊接电流和热源间距,其中前2项的影响最为突出;对熔宽影响的焊接程度从大到小的焊接工艺参数依次为:焊接速度、TIG焊焊接电流、热源间距和激光功率,并分别给出了回归数学模型。

基于感应预热的建筑用高强度结构钢GMA激光复合焊接工艺

GMA-激光复合焊接工艺同时具有GMA焊和激光焊两种焊接工艺的优点,成为电弧焊接工艺的有效替代方法。将感应预热用于建筑用高强度结构钢S690QL的GMA-激光复合焊接过程,并研究焊接工艺参数对接头形状及硬度的影响。结果表明:在设置的焊接参数条件下,单层复合焊接实验得到的焊缝具有较高的质量和较少的缺陷。

基于固有应变法的激光复合焊车体侧墙焊接变形数值模拟

基于固有应变法,采用3D高斯+双椭球热源模型预测某高速列车8 m侧墙部件在不同焊接顺序和不同约束方式下激光复合焊的焊接变形。结果表明,该侧墙部件厚度方向变形受焊接顺序影响较大,优化焊接顺序可将侧墙厚度方向的变形降低约13%。焊接约束条件对侧墙部件弧面轮廓度及弧面弦长宽度影响较明显,对整体长度变化影响不大。该侧墙部件焊接首尾两端及中间部分实施合理约束可有效控制变形,相比于无约束,厚度方向最大变形降至25%,宽度方向最大变形降低至10%。经模拟结果与试验实测对比可知,该侧墙部件在其工艺条件下的热源模型选取有效、合理,测量点数值模拟与实际试验吻合较好,绝对误差小于1 mm。

基于固有应变法的激光复合焊车体侧墙焊接变形数值模拟

基于固有应变法,采用3D高斯+双椭球热源模型预测某高速列车8 m侧墙部件在不同焊接顺序和不同约束方式下激光复合焊的焊接变形。结果表明,该侧墙部件厚度方向变形受焊接顺序影响较大,优化焊接顺序可将侧墙厚度方向的变形降低约13%。焊接约束条件对侧墙部件弧面轮廓度及弧面弦长宽度影响较明显,对整体长度变化影响不大。该侧墙部件焊接首尾两端及中间部分实施合理约束可有效控制变形,相比于无约束,厚度方向最大变形降至25%,宽度方向最大变形降低至10%。经模拟结果与试验实测对比可知,该侧墙部件在其工艺条件下的热源模型选取有效、合理,测量点数值模拟与实际试验吻合较好,绝对误差小于1 mm。

13%Cr不锈钢的激光复合焊工艺

激光-MIG复合电弧焊接工艺综合了激光焊接和电弧焊接的优点,具有低热输入(0.25 kJ/mm)、高焊接速度(55～60 mm/s)、低变形等特点。应用在巴士和卡车底盘的马氏体不锈钢的焊接中取得了很好的效果,通过实验证明,激光-MIG复合焊的焊缝成形良好,接头力学性能、母材疲劳性能优越,其效率是普通MIG焊接的6.5倍。

WYS700钢气体保护焊及激光复合焊试验研究

采用气体保护焊、激光焊以及激光复合焊等焊接方法对WYS700钢进行了试验研究,比较了不同焊接工艺,尤其是激光焊接工艺的焊接接头宏观形貌,并研究了不同焊接工艺下焊接接头的拉伸强度、弯曲性能、组织硬度等力学性能。结果表明:WYS700钢采用合适的焊接工艺,气体保护焊、激光焊及激光+MAG复合焊都能获得成形良好的接头,并且都能有效降低焊接热影响区的软化,获得较好的强度与塑性。激光+MAG复合焊在3 mm规格以上厚板的焊接中更能发挥高效大熔深优势。

电弧气体中CO_2含量对大功率激光复合焊等离子体及熔深影响的研究

文中采用大功率CO_2激光-熔化极电弧复合焊,以12 min厚船用E级钢板为试样进行堆焊,通过在电弧气体Ar中加入不同体积分数的CO_2,研究CO_2含量对激光电弧复合焊等离子体及焊缝熔深的影响。试验结果表明,电弧气体CO_2体积分数为15%与25%时,焊接过程等离子体比5%CO_2时有所减小;与此同时焊缝熔深有所增加。15%CO_2,25%CO_2时,焊缝熔深与5%CO_2相比分别增加3%,5.1%;25%CO_2时,焊缝熔深与15%CO_2相比增加2%。

管道的激光复合焊接以及与常规焊接的成本效益比较

本文介绍激光复合焊的特点及在油气管道纵向焊接中的应用，比较了常规焊接与激光复合接的操作流程，显示激光复合焊大大缩短了焊接周期，并比较了常规焊接方法与激光复合焊接方法的成本，显示激光复合焊成本大大低于常规焊接方法。

激光复合焊机器人-激光焊与气体保护焊完美融合 徕斯机器人(昆山)有限公司

徕斯RV60—6－FT新型激光复合焊机器人系统配置了徕斯自主研发生产的MW054复合焊激光头及8kW高功率激光器，代表了全球最先进水平。其主要的优点是：速度快、热变形小、热影响区小，并且确保了焊缝的金属结构与机械属性。除了汽车薄板结构件的焊接，还适用于很多其它应用，例如徕斯机器人一客户已将这项技术应用于混凝土泵和移动式起重机臂架的生产，

Ti6321合金激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能分析

对6 mm厚的Ti6321钛合金板开展激光-MIG复合焊接试验,对焊接接头的微观组织和力学性能进行了测试分析。结果表明,焊缝区金相组织主要为粗大的β柱状晶和细小的针状α’相形成的网篮组织;热影响区金相组织分布不均匀,近焊缝区组织主要由针状马氏体α’相和等轴α相组成,而近母材区组织主要由等轴α相、针状马氏体α’相和少量残余β相组成。拉伸断裂发生在远离焊缝的母材处,抗拉强度均值为935 MPa。焊缝和热影响区的硬度明显高于母材,最高硬度值出现在熔合线附近。

激光-MIG复合角焊缝成形工艺研究

目前,复合焊接技术研究多关注于薄板拼接焊,角焊缝焊接仍采用单热源,焊缝成形效果差。针对8 mm厚的Q235低碳钢板角焊缝,研究了激光-MIG复合焊接时,各工艺参数对角焊缝成形尺寸及熔池状态的影响。结果表明:MIG弧焊熔池飞溅较大,焊缝熔深、熔宽均较小,加入激光热源后,激光对电弧有一定的稳定作用,熔深、熔宽均增大,余高减小。弧焊熔池尺寸随电流增大而增大,当激光熔池与弧焊熔池耦合较好时,有利于稳定熔池、减少飞溅;随热源间距增大,熔滴不再滴入激光作用区,耦合作用下降;随焊接速度提升,热源在单位长度焊缝作用时间变短,熔深、熔宽下降。当激光功率为1.5 kW,焊接电流为220 A,热源间距为2 mm,焊接速度为600 mm/min时,弧焊熔池与激光熔池耦合好,熔池最为稳定,焊缝成形最佳。