DP590激光胶接点焊正交试验及胶层气体排出的仿真分析

以1.5 mm厚DP590钢板为试验材料,以焊接功率、焊接时间、离焦量为变量,设计三因素三水平正交试验,分析不同焊接工艺参数对接头焊接质量的影响;建立激光胶接点焊接头的Euler分析模型,提取胶层界面各个检测点压力时程曲线,分析焊接过程中空腔缺陷的形成机制;同时,采用超声波水浸聚焦入射法对DP590板材激光胶接点焊接头进行超声C扫描成像检测,借助焊点区A扫信号和C扫图像分析接头焊核区的形貌特征。结果表明,接头力学性能指标受焊接功率的影响最大,受焊接时间的影响次之,受离焦量的影响最小;仿真结果显示胶层气化后的高压气体从上、下板之间的空隙排出,还有一部分从熔池中冲出,并留下气体排出后的气化层区;结合A扫信号与C扫描图像分析,将胶接接头分为焊核区、热影响区、气化层区及胶层区,证实了激光胶接点焊过程中存在胶层气化后的气体排出现象的存在,超声检测分析与仿真结果相吻合。

DP590双相钢激光胶接点焊接头的疲劳强度分析

为对比分析DP590双相钢激光胶接点焊接头和激光点焊接头的疲劳强度,针对 1.5 m m厚的 DP590钢板,以焊接功率、焊接时间、离焦量为变量,进行三因素三水平的激光点焊和激光胶接点焊正交实验,通过拉剪实验获得两种接头的失效载荷;应用方差分析方法辨析焊接工艺参数对两种接头焊接质量的影响程度;开展疲劳实验,建立接头的载荷-寿命曲线,并对胶接点焊接头进行疲劳断口分析。结果表明,胶接点焊接头的拉剪失效载荷和疲劳强度均大于点焊接头;对胶接点焊接头和点焊接头的力学性能影响最大的工艺参数分别是焊接功率、焊接时间;胶接点焊接头的疲劳裂纹主要起源于热影响区,疲劳裂纹扩展区存在明显的疲劳条带,瞬断区出现典型韧窝形貌。

激光胶接复合点焊工艺特性

分析激光胶接复合点焊工艺的稳定性,研究不同性能胶层的气体排出方式,解决激光胶接点焊工艺的焊接缺陷.结果表明,胶焊工艺的关键在于给胶层分解产生的气体合适的排气方式,胶层粘度越大,板间隙排气越困难,胶焊稳定性越差.对于低粘度的胶层,可以采用缓升激光脉冲工艺实现可靠连接;对于大粘度的胶层,采用尖峰激光脉冲加填丝的工艺才能实现可靠连接.这些焊接工艺能够解决不同粘度胶粘剂的胶焊工艺缺陷,扩大激光胶接复合点焊技术的应用范围.

钛合金激光点焊-胶接复合接头组织性能研究

利用带有预气化脉冲的激光束,对Ti6Al4V钛合金进行激光点焊胶接复合连接实验,分析了胶层分解后产生的残余碳对激光点焊胶接复合接头内组织和性能产生的影响。研究结果表明,胶层分解后产生的残余碳会使钛合金的激光点焊胶接复合接头中出现大量的TiC,并且在焊点与胶层接触的界面处生成以TiC为主的界面反应区。对钛合金激光点焊胶接复合接头内部组织产生影响的残余碳主要是在预气化脉冲过程中分解所产生的,而形成界面反应区的残余碳则主要来源于后续的胶层回流现象。TiC的出现提高了钛金点焊胶接复合接头的显微硬度,但是不利于提高钛合金点焊焊接复合接头的承载能力。

焊点排布方式对激光点焊-胶接复合接头断裂过程的影响

以J-11为填充胶粘剂,采用CO2脉冲激光对低碳钢Q195进行了激光点焊-胶接复合连接试验。对不同焊点排布情况下复合接头的断裂过程进行了研究。结果表明,当只有1个焊点时,复合接头在拉剪载荷作用下,复合接头两端的胶接部分首先开裂,焊点部分最后断裂;当焊点排布方向与受力方向一致时,复合接头内焊点外侧的胶层首先开裂,然后是焊点之间的胶层发生断裂,最后是焊点部分开裂;当焊点排布方向与受力方向垂直时,复合接头内的胶接部分先开裂,焊点部分随后断裂。另外,采用有限元方法对不同焊点排布方式的复合接头受一定拉剪力时,接头内的应力分布情况进行分析,解释焊点排布方式带来的影响,分析结果与试验结果相吻合。