铝合金激光焊新技术

介绍了铝合金激光焊接的四种新技术:激光-GMA复合焊、激光填丝焊、双光束激光焊接和激光辅助搅拌摩擦焊的原理及其工艺特点。在此基础上重点阐述了用这四种激光焊接方法焊接铝合金的研究进展。

激光-MIG复合焊接304不锈钢工艺研究

为了研究304不锈钢光纤激光-MIG(metal inert-gas welding)复合焊接性能,采用正离焦的方法进行了大量的焊接实验。分析了送丝速率、弧长、激光功率、光丝距离、焊接方向和不同对接接头等参量对焊接成形的影响。结果表明,在焊丝的干伸长度为15mm、光丝距离为2mm、采用前送丝时,通过适当调节送丝速率、弧长可以实现较好的焊接效果;小直径焊丝有利于形成较小熔宽和余高的焊缝,而通过加入引弧板可以解决初始位置焊缝成形较差的问题。因此,采用合适的激光-MIG复合焊接工艺可以实现304不锈钢较好的焊接效果。

2A14铝合金激光-MIG复合填丝焊特性分析

针对2A14铝合金同时进行了激光-MIG复合焊和激光-MIG复合填丝焊试验,对比分析了激光功率、离焦量、焊接速度、焊接电流、光丝间距、填丝速度等工艺参数对两种焊接方法焊缝成形的影响规律.结果表明,铝合金激光-MIG复合填丝焊方法切实可行,工艺适应性良好,与铝合金激光-MIG复合焊相比,均能在较宽的工艺参数范围内实现良好的焊缝成形;相同试验参数条件下,铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝成形特征与激光-MIG复合焊基本相同,但其熔敷速度明显大于激光-MIG复合焊,焊缝余高明显增加.

钛合金T形结构激光-电弧复合焊接成形工艺

采用低功率激光诱导电弧复合热源对TC4钛合金进行T形结构件穿透焊接工艺试验。分析激光与电弧复合热源间距(D_(la))、冷填丝条件、热输入对T形件焊缝成形的影响规律,测试分析T形结构穿透焊接接头横截面形貌、微观组织、力学性能及断口形貌。结果表明,激光-电弧复合焊接方法可以实现钛合金T形结构正面及背面焊缝成形的精确控制。当D_(la)=2时使激光与电弧获得最佳的耦合效果,增强了复合热源的穿透能力,改善了焊缝背面成形;冷填丝的加入能够有效改善焊缝正面的咬边及烧穿问题;激光与电弧热输入的协调是实现焊缝正面熔宽控制的主要因素之一。

镁合金激光氩弧复合热源冷填丝焊接工艺

研究了镁合金的低功率激光—氩弧复合热源冷填丝焊接工艺。通过5mm厚镁合金板材的堆焊试验,研究了焊接电流、焊接速度、钨极高度和热源距离等参数对焊缝成形和焊接熔深的影响,确定了钨极高度为0.75mm,热源间距DLA为1.2mm左右的焊接参数范围;在堆焊基础上,进行了2.5mm厚镁合金板材的对焊试验,实现了单面焊双面成形,焊接速度达1200mm/min,焊接接头熔深为单TIG冷填丝接头熔深的两倍,抗拉强度达到母材的95%左右,实现了高速、优质的镁合金冷填丝焊接。另外,简要分析了激光的加入对焊接过程的影响。

气体保护对304不锈钢激光-CMT电弧复合热源焊接接头冲击韧性的影响

以20 mm厚304不锈钢为研究对象,在纯Ar气保护条件下,研究了气体保护效果对激光-CMT电弧复合热源焊接接头冲击韧性的影响,并将试验结果与TIG填丝焊进行对比。结果表明,气体保护效果对冲击韧性产生重要影响,当保护效果较好时,焊接接头的冲击韧性较高,基本达到TIG填丝焊的水平。

船用耐蚀钢DH36光纤激光-MIG复合焊接头组织和性能

为探索12 mm厚DH36船用耐蚀钢对接用光纤激光-MIG复合焊接工艺,分析了四种不同送丝速度对接头成形、微观组织、拉伸性能及腐蚀性能的影响.结果表明,在送丝速度为8.5 m/min时可获得成形优良的接头,随着送丝速度的增加,电弧区和激光区焊缝的熔宽均增加.焊缝区主要由针状铁素体、先共析铁素体和一定量的贝氏体组成,送丝速度对针状铁素体的形态和数量有显著的影响.增加送丝速度对接头抗拉强度的影响不大,但减小了断后伸长率,接头断后伸长率最高达16.5%.接头极化曲线测试表明,当送丝速度为7.5 m/min时,自腐蚀电流密度最小,腐蚀倾向最低.

D406A超高强度钢激光-TIG复合填丝焊接气孔特性分析

采用激光-TIG电弧复合填丝焊接6.6 mm厚的D406A超高强度钢,发现焊缝内部存在一定量气孔缺陷.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线探伤等方法进一步分析了焊缝内气孔形貌、分布特征及其形成机制,发现气孔内壁出现大量的C,O元素富集现象,根据线扫描分析与理论计算相结合,推测焊缝中气孔类型主要为CO气孔.在此基础上,进一步探讨了焊接工艺参数对气孔率的影响规律,通过适当增大激光功率、减小送丝速度、增大保护气流量和提高焊接速度可以有效减少气孔,使气孔率降低到1%以下,为抑制D406A超高强钢激光-TIG电弧复合填丝焊接接头气孔提供理论基础.

激光焊接技术的应用研究进展与分析

激光焊接技术因具有热影响区小、质量稳定、焊接变形小、自动化程度高以及可焊接难焊材料等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶、石油石化、轨道交通等工业领域,并得到广泛的关注。在大量研究国内外有关激光焊接技术相关文献报道的基础上,针对近期激光加工领域中研究比较广泛的几种激光焊接技术的研究进展和应用情况进行了全面概述,主要包括激光自熔焊、激光复合焊、激光-场耦合焊、激光填丝焊、激光填粉焊以及激光双光束焊等,分析了各焊接过程的机理及相关影响因素,并着重介绍了不同激光焊接技术的应用特点和研究进展。以期为激光焊接相关从业者提供全面、翔实、可借鉴的文献参考。

钛合金激光焊接工艺对比研究

通过单激光焊接、激光填丝焊接、激光-MIG复合焊接三种焊接方法对1.5 mm厚TC4钛合金薄板进行了焊接试验。试验结果表明,三种焊接方法中,单激光焊接接头的焊缝表面成型最优,其焊缝与热影响区也最小;激光填丝焊接接头的抗拉强度最高,为1058 MPa;单激光焊接接头的硬度略高于激光填丝和激光-MIG复合焊接接头的硬度。三种焊接方法的焊缝中心组织均为典型的铸态组织。单激光焊接接头的热影响区中晶粒保持母材的轧制状态,基本为无再结晶区;激光填丝焊接与激光复合焊接接头的热影响区依次为粗晶区、不完全再结晶区和无再结晶区,且晶粒逐渐变小。

摆动参数对铝合金激光-MIG复合填丝焊缝气孔率的影响

针对高速列车侧墙A6N01S铝合金型材非熔透型焊接接头气孔倾向严重的问题,以5A06铝合金为试验对象,系统研究了摆动方式、摆动频率、摆动幅度等激光摆动参数对铝合金激光-MIG复合填丝焊焊缝气孔率的影响规律,并通过激光摆动工艺有效地解决了高速列车侧墙铝合金型材的焊缝气孔问题。结果表明,试验条件下,与激光束不摆动相比,采用光束圆形摆动,垂直于焊缝摆动和"∞"形摆动均可以有效抑制焊缝气孔,其中,垂直于焊缝摆动抑制气孔效果最佳,"∞"形摆动抑制气孔效果最差;不同的摆动方式存在不同的最优摆动频率区间,圆形摆动的最优频率区间最宽,"∞"形摆动的最优频率区间最窄;激光摆动后,高速列车侧墙铝合金型材3 mm侧焊缝的气孔完全被抑制,4 mm侧焊缝气孔率约为0.55%,约下降63.2%。

SiC_(p)/Al复合材料的激光焊接接头组织与性能对比

研究了SiC颗粒增强Al基(SiC_(p)/Al)复合材料的激光焊接特性,并对比分析了激光-冷金属过渡(CMT)复合焊接、单光束和双光束激光填丝焊接方式对焊接接头形貌和拉伸性能的影响。实验结果表明,双光束激光填丝焊接可获得表面无明显缺陷且连续性较好的焊缝。单光束激光填丝焊接接头的力学性能最优,其强度可达到母材强度的69.4%。受焊缝区气孔率的影响,激光-CMT复合焊接和双光束激光填丝焊接接头的强度仅能达到母材强度的62.5%和53.8%。