激光功率对2195铝锂合金光纤-半导体激光复合焊接形貌与气孔的影响

光纤-半导体激光复合焊接技术充分结合了光纤与半导体激光热源的优势,在激光加工领域拥有巨大的潜力.针对2195铝锂合金开展光纤-半导体激光复合焊接试验,并定量研究激光功率对焊接形貌与气孔的影响.结果表明,光纤激光功率显著影响焊缝熔深,半导体激光功率显著影响焊缝上熔宽.基于回归分析方法建立焊缝横截面积预测模型.此外,光纤与半导体激光均对焊缝气孔缺陷的控制起着重要的作用,较高的光纤激光功率有利于降低气孔缺陷.对于4 mm厚2195铝锂合金,采用光纤激光功率为3.0 k W、半导体激光功率为2.5~3.0 k W时,熔池温度高且光纤-半导体激光复合作用范围大,焊接接头气孔缺陷少.

焊接速度对TC4钛合金光纤激光焊接接头组织性能的影响

采用光纤激光器对4 mm厚的TC4钛合金板进行了激光焊接,通过调整焊接速度获得了不同热输入下的焊接接头,利用金相设备、显微硬度计和拉伸试验机对焊接接头的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:焊接速度从150 mm/s降低到120 mm/s时,焊缝密集型气孔消失;当焊接速度为30 mm/s时,在焊缝中没有观察到气孔;随着焊接速度的降低,焊缝上熔宽从0.7 mm增加到2.5 mm,下熔宽从0.8 mm增加到2.8 mm。从母材到焊缝,针状马氏体α'的数量明显增加,焊缝中心产生大量马氏体α'。焊接接头的显微硬度从焊缝中心的367 HV下降到母材的344 HV;低焊接速度下,有利于气孔逃逸出熔池,断裂发生在母材。高焊接速度下,断口中有气孔产生,严重影响焊接接头强度和延伸率,使得断裂发生在焊缝。

脉冲激光焊接铝/钢异种金属的研究进展

铝/钢复合结构具有强度高、耐腐蚀、质量轻等优点,是汽车制造、航空航天等行业最受关注的实现轻量化设计的方案之一。然而,铝合金与钢的物理和化学性能严重不匹配,很难通过传统熔焊技术实现连接。脉冲激光焊接技术具有热输入控制精准、加工速度快、灵活性高、能量密度高等优点,在焊接铝/钢异种金属上存在着更大的优势。从脉冲激光参数、脉冲激光复合焊接、对焊接母材进行预处理等多个角度梳理了国内外脉冲激光焊接铝/钢异种金属的研究进展,并给出了铝/钢脉冲激光焊接技术仍需开展的工作,旨在为后续相关研究提供参考。