不同焊接位置对5A90铝锂合金激光焊接质量的影响(英)

针对铝锂合金激光焊接产生的成形不良和气孔缺陷,探究不同焊接位置对焊缝成形及气孔的影响,并对比分析不同焊接位置熔池受力状态、熔融金属流动和小孔动态行为,解释缺陷形成及其抑制机理。研究发现:不同焊接位置熔池受力状态和熔融金属流动决定焊缝成形。平焊时焊缝成形差、下榻严重;横焊时背面焊缝不连续,有飞溅;立向上焊时背面焊缝内凹严重;立向下焊可得到最优焊缝成形和最优的气孔缺陷。焊缝气孔受小孔动态行为影响,不同焊接位置气孔随热输入的变化规律一致,气孔先增后减,在仅熔池透状态下有气孔最大值。立上焊时小孔不稳定,焊缝气孔多且分布杂乱;立向下焊时小孔稳定性高,气孔最少,主要分布在焊缝中心线上。     

不同焊接位置对5A90铝锂合金激光焊接质量的影响(英)

针对铝锂合金激光焊接产生的成形不良和气孔缺陷,探究不同焊接位置对焊缝成形及气孔的影响,并对比分析不同焊接位置熔池受力状态、熔融金属流动和小孔动态行为,解释缺陷形成及其抑制机理。研究发现：不同焊接位置熔池受力状态和熔融金属流动决定焊缝成形。平焊时焊缝成形差、下榻严重;横焊时背面焊缝不连续,有飞溅;立向上焊时背面焊缝内凹严重;立向下焊可得到最优焊缝成形和最优的气孔缺陷。焊缝气孔受小孔动态行为影响,不同焊接位置气孔随热输入的变化规律一致,气孔先增后减,在仅熔池透状态下有气孔最大值。立上焊时小孔不稳定,焊缝气孔多且分布杂乱;立向下焊时小孔稳定性高,气孔最少,主要分布在焊缝中心线上。     

用能量平衡法确定激光焊接熔池尺寸

本文对前人提出的计算激光焊接深熔焊过程中熔池尺寸的方法进行了检验、改进与推广。从激光焊接过程中的能量平衡出发,预报了不同焊接工况下熔池的尺寸,并与实验数据进行了比较,得到了符合得比较好的结果。     

激光机器人焊接

许多读者将会亲眼见到用He-Ne激光器或类似气体激光器发出的细单色激光束描绘的图案(这种激光器的输出功率通常只有几个毫瓦).在制造工业中常常要求高得多的平均输出功率和运行效率.在电磁辐射谱近红外波段运行的电激励激光器可满足这种要求.这样的激光器有Nd:YAG(1μm)激光器,CO2(10μm)气体分子激光器和CO(5μm)激光器,这些激光器都发射高度定向的辐射束.虽然激光器的物理原理早在60年代就清楚了,但是把它们应用到工业加工的研究只是近来才迅速发展起来,特别是在德国和日本.“高科技”激光车间现已常规地应用了Nd:YAG和CO2激光器,…     

热塑性塑料的激光焊接实验研究

建立了半导体激光焊接系统，在此系统上进行了热塑性塑料的激光焊接实验，研究了不同颜料有机玻璃材料组合的激光焊接可行性，进行了有机玻璃的激光焊接实验，并对焊接样品的焊接强度进行了测试。     

金属与材料的激光焊接

 公元前三世纪,希腊的物理学家阿基米德在战争中曾试图用一个大抛物面镜将太阳光反射聚焦为小的光点来烧毁罗马舰队(图1).但由于受时间和气象条件的制约,不大可能仰仗这种“武器”去赢得战争.在激光器出现以前,无论是太阳光还是其它人造光源都不可能成为工业加工过程中的热源.     

钛合金纳秒激光打孔数值模拟和实验研究

为了描述纳秒激光对钛合金打孔过程中孔的形貌及温度场的变化规律,建立激光打孔的物理模型,利用ANSYS中APDL语言进行编程,对温度场进行仿真分析,并利用单元生死技术模拟孔形貌的变化过程。从有限元数值模拟和实验两方面综合分析比较了激光工艺参数(脉冲能量和脉冲数量)对打孔质量(孔深和孔径)的影响,系统论述了钛合金纳秒激光打孔的一般规律,以达到工艺参数优化,提高打孔质量的目的。     

用磁搅拌技术减轻和消除铍的焊接缺陷

在焊接时利用电磁搅拌技术可以起到细化晶粒，减轻或消除各种焊接缺陷的作用，有利于焊接接头质量的提高。电磁搅拌是在交变磁场的作用下产生的电磁力迫使焊缝熔池的液态金属改变原有运动模式和结晶状态，从而达到控制焊缝凝固组织、减少焊接缺陷的目的。电磁场与焊缝金属的相互作用有2个显著特点：使枝晶破碎、游离，加速枝状晶向等轴晶转变，扩大等轴晶的形成，使晶粒细化；促使焊缝气泡的分离与浮出，对减轻和消除焊接气孔有利。铍的熔焊由于结晶组织粗大和焊缝的高应力状态将导致焊缝开裂。采用高能束（激光）焊接，并且在进行铍的熔焊时加Al-si合金填充材料，再辅以合适的焊接工艺措施可以改善铍的焊接性能和防止铍的开裂。采用磁搅拌技术减轻和消除铍的焊接缺陷，需要在技术上考虑3方面的问题：（1）铍和Al-si合金填充材料都是非磁性材料，非磁性材料对电磁搅拌产生何种效果和影响。（2）与TIG（氩弧焊）焊接相比，激光焊接为无焊接电弧柔性载流导体，电磁场能否对激光焊接实现搅拌。（3）磁场应加在焊缝区域的什么位置才能使搅拌获得良好的效果。对于非磁性材料又无焊接电弧柔性载流导体的激光焊接，交变磁场式电磁搅拌装置显然对熔池起不到搅拌作用，焊缝的原有液态金属的运动规律不能被打乱，起不到细化晶粒和消除焊接缺陷的目的。     

基于4 kW YAG激光器的激光拼焊焊接工艺

分析了激光拼焊工艺特征,重点研究了在大功率固体激光器条件下,激光拼焊焊接工艺中激光功率、焊接速度和离焦量等因素变化对焊接质量的影响,得出了变化规律曲线。并系统全面地研究了目前汽车常用板材全厚度系列激光拼焊工艺,采用叠代寻优的方法获得到了适用于全自动激光拼焊生产线的优化工艺规范。     

激光冲击强化对激光增材TC4钛合金组织和抗氧化性的影响

近年来,激光增材制造技术(3D打印)成为科学研究及工业应用领域的热点。为了研究激光冲击强化对增材制造TC4钛合金性能的影响,本文采用能量为5 J,波长为1 064 nm,脉宽为10 ns,光斑直径为3 mm的脉冲激光对3D打印TC4钛合金进行激光冲击强化,分析了激光冲击强化前后材料的显微硬度、显微组织、残余应力以及高温氧化性能。结果表明,经过激光冲击强化后,材料的显微硬度比激光冲击强化前提高了8%,影响层深度达到0.4 mm,强化区域的晶粒得到细化,位错增多,并产生形变孪晶;激光冲击强化的残余压应力数值高达472 MPa,材料的高温抗氧化性能也得到改善。     

钛合金的激光诱导击穿光谱快速分类

利用激光诱导击穿光谱技术快捷、实时、原位、微损、多元素同步分析的优势,对相同牌号下不同国标编号的钛合金进行分析,以实现对钛合金快速精确的分类识别.用激光诱导击穿光谱技术采集钛合金于各激光强度与延时下的光谱,通过对比6个特征处的峰值强度与信噪比获得最优条件.结合K最邻近算法,对最优条件下采集的TC4钛合金数据进行处理,并...     

矩形激光脉冲辐照下金属板材料温度分布研究

从光子与声子相互作用机理出发,导出金属材料能量吸收速率.利用格林函数和有限积分变换法求出有热源情况下的热传导方程的解析解,讨论了材料性质、板厚度对板内温度分布的影响.结果表明:矩形激光脉冲辐照下金属板材料温度分布具有波动特征,板厚度和板材料性质对温度波动频率有重要影响. 关键词： 激光辐照 能量吸收速率 温度分布 金属板材料     

TA15钛合金激光沉积温度场数值模拟与检测

在综合考虑热源模型、对流辐射换热、相变潜热、材料非线性因素对激光沉积修复温度场影响前提下,建立了激光沉积修复的数学模型,采用有限元参数化设计语言（APDL）对多道多层激光沉积修复温度场进行了数值模拟。研究了激光沉积修复瞬时温度场及其中心高度上节点温度随时间变化情况,分析了修复件中心高度上温度梯度分布情况。搭建了激光沉积修复温度测量系统,对修复时表面温度进行了测量,并与模拟温度进行了比较,两者吻合较好。为控制激光沉积修复组织、提高修复质量提供有效手段。     

Inconel690镍基合金/SUS304不锈钢激光焊接接头组织与力学性能

Inconel690镍基合金具有良好的综合力学性能,其焊接结构已经被广泛应用于核电产业中,通过改变热输入与填丝可以改善其焊接接头的力学性能。对Inconel690镍基合金与SUS304不锈钢进行激光对接焊试验,分析接头显微组织和力学性能。研究发现,焊缝呈现激光焊接典型的高脚杯形状,焊缝区域弥散分布含钛相。当未填充焊丝时,低热输入(1.5 kJ/cm)接头与高热输入(2.6 kJ/cm)接头相比,焊缝晶粒尺寸减小约40%,接头抗拉强度提高约9.7%,焊缝平均硬度提高约7.7%。在填充焊丝后,焊缝中Ni元素含量提高,Fe元素含量下降,出现弥散分布的富铬相,结合X射线衍射(XRD)结果分析,推测其为Cr_0.19Fe_0.7Ni_0.11相。与高热输入接头相比,低热输入填丝焊的焊缝平均硬度与接头抗拉强度均有所提高,其中焊缝平均硬度提高约22.6%,抗拉强度提高约16.2%。     

Importance of Marangoni Convection in Laser Full—Penetration Welding

We study the effects of welding speed,Marangoni convection and natural convection on heat transfer and melt flow in a laser full-penetration welding using a three-dimensional modelling approach.The computed results demonstrate the importance of considering Marangoni convection.The predicted weld pool profile is favourably compared with experimental observation.     

激光匙孔焊接过程两传热数值计算

对高能量密度激光匙孔焊接过程的二维准稳态传热进行了计算方法的研究。数学模型的 质量、动量和能量守恒为依据，数值计算在曲线坐标系上进行。提出了位置预测－－修正技术，以便准确地捕捉焊过程中固－液交界面的形状。并应用该计算方法对一典型的ＡＩＳ１３０４不锈钢板的匙妆过程中进行了算例验证，结果表明该计算方法进合理可行的。     

飞秒激光多脉冲烧蚀镍钛合金的数值模拟

为了研究飞秒激光多脉冲累积效应对镍钛合金材料的影响,通过考虑多脉冲之间的时间间隔改写激光光源项,利用改进的双温模型,采用有限差分法,对飞秒激光三脉冲烧蚀镍钛合金的温度场分布进行数值模拟,得到了电子和晶格温度随时间和烧蚀深度的演化规律.分析了多脉冲累积效应的内在机理;讨论了三脉冲条件下不同参量对电子和晶格温度的影响.结果表明:镍钛合金在飞秒激光三脉冲的作用下,电子有3个递增的峰值温度,相比单脉冲的作用,三脉冲使电子和晶格温度明显升高;多脉冲的时间间隔直接影响多脉冲的累积效应;脉冲宽度影响电子的峰值温度和达到峰值温度所用的时间;激光能量密度影响电子和晶格的温度;电声耦合常量对电子与晶格的耦合时间和电子晶格的平衡温度也有重要影响.     

铜膜宽度对聚碳酸酯焊接强度及焊缝形貌特征影响的研究

使用半导体激光器透射焊接聚碳酸酯(PC)板材,对比了以涂抹有碳黑的金属铜膜(CWCB)作为激光吸收层和以碳黑(CB)作为激光吸收层的PC件的可焊性差异,进一步分析了CWCB宽度对焊接件的结构特征、焊缝变形、残余应力和焊接强度的影响.结果 表明:与CB相比,CWCB作为激光吸收层的焊缝区域气泡的数目较少,焊缝中的CWCB...