激光焊接参数对微米晶粒钢焊接接头成形组织性能的影响

论述了与其它焊接方法相比,激光焊接微米晶粒钢的优越性. 实验分别在3 kW和6 kW两种不同的CO2激光器上进行.焊接材料为3 mm厚SS400微米晶粒钢.实验研究了不同激光能量输入情况下,焊接接头各区域的硬度、尺寸及组织转变特点.并对能量输入差别较大的不同焊接方法(激光、等离子弧、MAG)焊接微米晶粒钢的焊缝宏观形貌、晶粒度、硬度及冲击韧性进行了对比研究.结果表明:1)激光焊接超细晶粒钢焊缝和热影响区的尺寸比等离子弧和MAG焊接的要窄得多,焊缝晶粒度为后两者的十分之一左右,激光焊接是高质量焊接微米晶粒钢的首选焊接方法;2)激光焊接微米晶粒钢接头没有出现软化区,大能量输入的等离子弧及MAG焊接接头出现了软化区,冲击结果显示激光焊缝比等离子弧焊缝的冲击韧性高出50%以上.(OE14)     

CO2激光切割质量的视觉检测(Ⅰ)切割缺陷的同轴视觉检测

研制了基于同轴视觉的CO2激光切割质量监测系统,获得了切割前沿的视觉图像,成功提取了切割缺陷的特征信号.结果表明过烧缺陷的特征是图像中切割前沿上缘和下缘波动发生向上跳变,而挂渣缺陷的图像特征是仅下缘波动发生向上跳变.     

新一代超低碳贝氏体钢激光焊接热影响区的组织和性能

采用激光焊接和熔化极活性气体保护焊接(MAG焊接)两种方法对800 MPa级新一代超低碳贝氏体(NULCB)钢进行了焊接,研究了焊接热影响区(HAZ)组织、性能的变化规律。实验结果表明,热影响区组织均为贝氏体板条和马氏体-奥氏体(M-A)组元组成的粒状贝氏体;在实验所采用的不同热输入情况下,随着热输入的增大,马氏体-奥氏体组元的平均宽度、总量、形状因子增大,但其线密度减少;在合适的激光焊接条件下,热影响区韧性高于母材;激光焊接接头显微硬度随热输入的增大而减小,均高于母材,未出现明显的软化区。     

超细晶粒钢光束摆动激光焊接的研究

本文从激光焊接熔池的热流与作用力的理论分析出发,结合具体实验,探讨了超细晶粒钢激光焊接光束摆动对焊缝组织及性能影响的可能性。研究发现,激光摆动焊接可以抑制焊缝柱状晶的生长、细化晶粒,有利于提高焊接接头的机械性能。     

激光焊接过程中电磁场控制等离子体的研究

高功率CO2激光焊接过程中,小孔上方的等离子体会影响激光和工件之间的耦合效率.从分析外加电磁场对等离子体的作用出发,探讨了采用外加电磁场控制激光等离子体的可能性.实验结果表明,选择合适的外加电磁场参数,可以降低等离子体对激光的屏蔽效果,增大熔深.     

利用等离子体光、电信号对激光深熔焊焦点位置的双闭环控制

本文利用等离子体电荷信号和等离子体光信号的特性,研制成功可同时控制喷嘴－工件距离和光束焦点位置的双闭环控制系统。     

锆-4合金的激光焊接研究

研究了Ｚｒ－４合金ＣＯ_２激光焊接时焊缝成形和接头冶金质量的控制方法,分析了其接头组织和性能。研究表明,焊缝和热影响区的组织呈板条状,焊接接头拉伸强度大于４８０ＭＰａ,延伸率超过３０％。并完成了２．５ｍ长核燃料元件盒的激光焊接。     

基于PC的开放式多功能激光加工数控系统

目前国内外在激光加工中普遍应用的数控系统是一种专用型、封闭式的系统 ,无法适应现代高柔性、低成本的加工要求。因此 ,本文研制了一种基于工业PC的开放式多功能激光加工数控系统 ,以通用的Windows操作系统作为开发平台 ,同时具有硬件和软件的开放性。该系统具有如下特色 :设计了编程专家系统 ,使用者无需学习G代码和PMAC卡宏指令即可编程 ;通过自动编程系统可将激光切割的CAD图形自动转换为加工代码 ,并可自动选择最佳切割顺序 ,保证最短空程路径 ;提出了一种PID全离线检测方案 ,大大加速了激光加工机多轴控制参数的调节和优化进程。该数控系统已成功地应用于激光切割、焊接、表面处理、快速直接制造等多种激光加工。     

CO2激光-MIG同轴复合焊方法及铝合金焊接的研究

激光电弧复合焊接因其焊接效率高、间隙适应性好、焊缝成分和性能可控等优点正在成为工业生产中最重要的激光焊方法。与目前常用的旁轴激光电弧复合焊相比,激光电弧同轴复合可以在工件表面提供对称热源,焊接质量不受焊接方向影响而适于三维焊接。本论文介绍了作者研制的CO2激光与脉冲MIG同轴复合焊系统,以及用该系统进行的铝合金复合焊接实验。对焊接过程中的基本物理现象进行了观察和分析,测定了焊缝的熔深、熔宽和焊缝断面。结果显示,同轴复合焊可以提高电弧稳定性、提高熔化效率和改善焊缝成形。     

脉冲调制减小CO2激光焊接气孔倾向的研究

针对激光深熔焊过程中易出现的气孔问题 ,本文研究了激光焊接时脉冲频率对焊缝气孔倾向及焊缝成形的影响规律。利用自制的斩波盘式激光脉冲调制机构和 3kW快轴流CO2 激光器进行了 5mm低碳钢板的激光焊接 ,分析了不同脉冲频率条件下焊缝成形和气孔分布。结果表明 ,厚板连续激光焊接时 ,气孔倾向十分严重 ,在未焊透的焊缝中 ,气孔主要分布在焊缝的根部 ,而采用频率在 15 - 2 0Hz范围的脉冲激光焊接 ,能显著减少焊缝中的气孔