有关高能束技术的文献

2021-07-20 04:29
机械制造文摘·焊接分册 2021年3期
关键词:母材电弧结果表明

GTAW熔池三维表面激光点阵反射特征的仿真与优化/李春凯, 等. 焊接学报, 2017, 38(09): 43-46.

熔池表面三维测量对实现GTAW熔透控制及深入理解电弧、熔池耦合作用具有重要意义.基于激光视觉提出了一种熔池表面测量方法.在熔池表面测量时激光光路参数变化对反射点阵图像有较大影响.为了研究激光入射角、激光器到熔池距离、成像屏到钨极距离对传感质量的影响规律,建立了熔池表面标准模型、入射线、反射线、成像屏方程,并采用光学反射定律逆向仿真了反射点阵的变化规律,并通过工艺试验对仿真结果进行了验证.结果表明,θ,D,L的最佳调节范围为28°~32°,45~55 mm,50~60 mm;仿真结果与试验结果吻合良好.

高能电子束活性区空间能量密度测量系统/沈春龙, 等. 焊接学报, 2017, 38(10): 16-20.

在分析电子束流高能特点基础上研究束流信号检测和测量方法,提出小角度电子束磁控偏转扫描采集方案,在高温难熔钨板上设计直径25 μm的小孔传感器,建立信号检测装置和控制流程,共享60 MHz时钟保证扫描与采集同步,将透过小孔的电子强度转换成电压信号,经高频A/D采样和量化后高速传输到内存,对电子束单层截面信号可视化重构后依能量等级进行划分和能量密度分布计算,通过不同高度的多层数据重构活性区体模型,分割空间能量等值面形成序列能量曲面,标定能量峰值90%的空间区域为活性区焦斑.文中的软硬件系统能够有效应用于电子束品质评价.

6005A铝合金激光-TIG复合热源填丝焊接技术/杨大伟, 等. 焊接学报, 2017, 38(10): 51-54.

采用激光-TIG复合热源填丝焊接新方法焊接高速列车用6005A铝合金,对复合焊接工艺、接头微观组织、力学性能、断口形貌及焊接热裂纹进行了研究.结果表明,激光功率为2 000~3 000 W、TIG电流为150~195 A、焊接速度为0.4~0.8 m/min时焊接过程比较稳定,熔合比合适,可以获得优良的焊缝成形.焊缝区由焊缝边缘的柱状晶和焊缝中心的等轴晶组成.熔合比γ控制在0.54~0.7范围内时,接头的平均抗拉强度约为193.39 MPa;接头抗拉强度随熔合比的增大而增大,并且γ=0.7时,抗拉强度最大,约为205 MPa,占母材强度的70%.

残余应力对薄板激光搭接接头力学性能的影响/梁行, 等. 焊接学报, 2017, 38(10): 112-116.

针对不锈钢薄板熔透和非熔透型激光搭接焊,以80和10 mm作为考虑和不考虑残余应力影响的试样宽度,对两种宽度试样进行一系列的拉伸和疲勞试验,获得了焊接残余应力对薄板搭接接头力学性能的影响规律,进行了有关机理分析.结果表明,搭接焊缝正、背面存有较大的纵向残余拉应力和较小的横向残余压应力;残余应力的存在会降低搭接焊接头的拉剪强度和疲劳强度.改变激光入射角和搭接间隙,残余应力对拉剪强度的降低程度随之改变:增大入射角至20°,熔透型接头降低程度达到0°时的7倍,而非熔透型为10倍;搭接间隙在一定范围内增大时,残余应力对拉剪强度的降低程度也随之加剧.

基于ROI区域特征模具激光修复熔池填丝熔入状态识别技术/刘立君, 等. 焊接学报, 2017, 38(11): 7-10, 26.

文中针对小功率激光热导焊熔池填丝熔入状态图像识别问题,对激光修复填丝熔入熔池状态进行分析,提取填丝熔入熔池非稳态ROI区域圆度和灰度分布特征,与填丝熔入熔池稳定状态特征进行比较,提出将ROI区域圆度和灰度分布特征作为判断焊缝填丝熔入熔池状态的重要判据.利用双视觉热丝小功率激光模具修复试验平台,将提取的裂纹特征信息导入UG NX系统生成数控代码控制激光加工,根据填丝熔入熔池ROI区域特征信息对模具修复加工进行参数控制.结果表明,利用该技术能实现模具修复过程有效监控,提高修复模具修复效率和质量.

基于激光熔覆的再制造零件可视化损伤修复区域规划/黄勇, 等. 焊接学报, 2017, 38(11): 51-56.

提取再制造零件损伤边界并在此基础上规划修复区域是再制造工程中的前处理环节.提出了一种损伤边界识别及关键尺寸提取方法,试验证明相对误差不超过2.3%.应用铁基材料对不同坡口角度和修复区域形状的35钢样件进行了激光熔覆再制造试验.研究了坡口角度和修复区域形状对再制造零件结合强度的影响.结果表明,坡口角度对结合强度影响较大,0°,15°坡口样件的抗拉强度小于基体材料,断口分析显示没有形成良好冶金结合.25°,35°,45°坡口样件的抗拉强度大于基体材料.25°坡口的椭圆、菱形样件的抗拉强度小于基体材料.再制造后,零件材料的断后伸长率变小,塑性降低.

时效对7A52铝合金激光焊接头组织性能的影响/陈超, 等. 焊接学报, 2017, 38(11): 66-70.

通过硬度试验、拉伸试验、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和EDS分析等手段,研究了6 mm厚7A52铝合金光纤激光焊接头时效前后的组织及性能.结果表明,7A52铝合金光纤激光焊接头的焊缝中心为粗大的等轴晶,热影响区相变再结晶区域存在着细小的等轴晶,热影响区的晶粒相对母材发生明显的长大,焊缝合金强化相主要是T(Al2Mg3Zn3),焊态接头的抗拉强度为304.6 MPa;当时效工艺为一级时效温度120 ℃、一级时效时间12 h、二级时效温度160 ℃、二级时效时间14 h时,焊接接头能够获得相对更好地显微硬度分布,经此时效工艺处理后的焊接接头抗拉强度为326.2 MPa.

小功率激光热导焊接速度规划策略/吴波, 等. 焊接学报, 2017, 38(11): 82-86.

在激光焊接工艺中,速度大小的变化会导致焊缝不均匀,文中提出了一种可行性强的速度规划策略.对于焊接启动和停止过程中的速度变化,采用增加预加减速的空走路径使得速度变化的过程在非焊接路径中完成以保证焊接路径速度的恒定性,并采用S形速度规划曲线,以降低对焊接平台的柔性冲击.对于相邻段折角处速度的变化,采用增加圆弧迂回的空走路径的策略,使得速度方向的改变在增加的闭合路径上完成,以保证焊接段的速度大小的恒定,提升焊缝的均匀性.文中所提出的速度规划策略在四轴激光焊接平台的研发中得到了实际应用.

激光焊接工艺参数对5A90红外温度场特征的影响/段爱琴, 等. 焊接学报, 2017, 38(11): 97-102.

文中基于红外热像测量技术,对不同焊接速度、激光功率时,光纤激光焊接5A90铝锂合金过程的温度场进行了测量和分析.小孔部位存在一个高温区域,中心温度值在1 400~1 800 ℃之間周期性波动,其面积随焊接速度的增加而减小;小孔前端温度上升梯度可达到3 000 ℃/mm,后端温度下降梯度可达到-2 400 ℃/mm,且随焊接速度的降低有减小趋势,熔化区域长度随焊接速度的增加而快速减小.针对不同的焊接工艺参数,温度场的稳定性差异较大,基本规律为随焊接速度的增加趋同性增加.小孔中心的温度明显随激光功率的增加而增加,当激光功率增加到4 kW时,很多温度点值超过1 800 ℃.

激光加工用充氩舱气体流动行为模拟与优化/蔡创, 等. 焊接学报, 2017, 38(11): 108-112.

在密封的充氩舱中进行化学性质活泼的金属的激光加工,可以有效避免焊缝的吸氢、吸氧和吸氮,保证焊缝的质量.但是为了有效排出激光加工过程中的热量和烟尘,需要对舱室的气流行为进行优化.文中分析了不同空气刀数目、空气刀角度及氩气流量对充氩舱内气体流动行为的影响.结果表明,需设计固定和可旋转两把空气刀改善充氩舱气流行为,使一部分射流气附着于工件表面上流动,并防止出气口外部气体回流.当可旋转空气刀角度为30°~45°,进气流量为60~120 L/min时,可获得最优的气体流动形态保证焊接过程中烟尘和热量的有效排出.

Ti60钛合金/GH3128高温合金电子束焊接头脆裂原因分析/王廷, 等. 焊接学报, 2017, 38(12): 19-22.

对Ti60钛合金和GH3128高温合金进行了电子束焊接,对接头显微组织、相成分和显微硬度进行分析.结果表明,Ti60和GH3128电子束焊接性较差,在焊后产生裂纹.焊缝内生成TiNi,Ti2Ni,TiCr2和TiNi3等脆性化合物,使得接头脆性增大.焊缝区的硬度高于母材,钛侧焊缝区硬度值水平略高于镍侧焊缝区.接头残余应力数值分析表面接头存在较大的横向残余拉应力,应力峰值达到704 MPa,使得钛/镍电子束焊接头在焊后随即开裂.

D406A超高强度钢激光-TIG复合填丝焊接气孔特性分析/杨雨禾, 等. 焊接学报, 2017, 38(12): 114-118.

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.

基于试验设计与统计分析的双相钢激光焊工艺优化/赵大伟, 等. 焊接学报, 2018, 39(1): 65-69.

为了优化激光焊接接头力学性能,利用试验设计方法对厚度为1.7 mm的DP600双相钢进行对接焊接试验,采用回归分析得到了激光焊接功率、焊接速度、离焦量、侧吹保护气体流量与接头抗拉强度之间的数学模型.分析了焊接速度与侧吹气流量对焊缝抗拉强度的交互影响作用.通过遗传算法优化该模型并得到了最优的焊接工艺参数组合,当焊接功率为1.7 kW,焊接速度为25 mm/s,侧吹气流量为2.4 m3/h,离焦量为-1 mm时焊缝的抗拉强度最大.验证试验所测的焊缝抗拉强度值与模型预测值的相对误差在5%以内.结果表明,文中研究可以有效的预测与优化厚度为1.7 mm的双相钢激光焊接质量.

自然时效对A7N01铝合金光纤激光-变极性TIG复合焊接头组织和性能的影响/乔俊楠, 等. 焊接学报, 2018, 39(1): 70-74.

对4 mm厚的A7N01铝合金光纤激光-变极性TIG复合焊接头进行自然时效,通过金相显微试验、力学性能测试、差热分析、透射电镜分析等方法研究了自然时效对复合焊接头显微组织、力学性能的影响规律.结果表明,自然时效30天后,焊接接头力学性能明显提高并达到稳定,接头抗拉强度较焊态时提高了约15%,均值达到369 MPa,为母材的83%,其断后伸长率从焊态3.1%提高到4.4%.去除余高后,抗拉强度进一步提高到394 MPa,达到母材94%断后伸长率提高到7.6%.断裂位置均在焊缝处,断口为韧窝状,为典型的韧性断裂.自然时效后,焊缝显微组织没有发生明显改变,但焊缝中的析出相数量和尺寸比焊态时增多,焊缝中主要析出相主要为GP区及部分亚稳态η相和η稳定相.这些析出相能够钉扎位错,提高焊接接头强度.

连续焊接P-GTAW熔池振荡频率激光光电转换实时检测系统/李春凯, 等. 焊接学报, 2018, 39(1): 75-78, 88.

钨极氩弧焊(GTAW)熔池振荡频率与熔池体积具有直接物理对应关系,但振荡频率检测十分困难.为此,提出了一种基于光电转换原理的激光光电转换法用于连续脉冲钨极氩弧焊(P-GTAW)熔池振荡频率的实时检测并搭建了试验平台.采集了激光光电转换法熔池振荡电压信号和图像激光视觉法的激光条纹视频,并对比分析了两种方法的优缺点.结果表明,图像激光视觉法具有较强抗干扰能力、信噪比高,但算法复杂,很难用于实时检测;激光光电转换法具有高采样率、处理速度快、设备简单、信噪比高等特点,能够满足对熔池振荡信号的实时检测及后续熔透控制.

电流/电压匹配对铝合金激光-电弧复合焊接过程稳定性的影响/张亚亮, 等. 焊接学报, 2018, 39(1): 79-83.

文中借助HANNOVER电弧分析仪和高速摄像机等设备,对不同电弧电压和焊接电流焊接过程进行实时监测,分析不同电参数对焊缝成形质量的影响;并验证激光的存在对波形的稳定具有一定的作用.结果表明,主辅“双重导电通道”的消失、熔滴过渡方式跳变和焊接飞溅等不确定因素,均会导致电弧电压、电流波形图出现紊乱和尖角.焊缝成形方面,随着电弧电压的增加,熔寬先增大后减少;而熔深则不断上升.而电流增大时,焊缝的熔深熔宽不断增大.因为电弧电压增大,改变了电弧的形态;而电流的增加则改变电弧的受力和能量.

一种应用于激光焊接轨迹规划的改进蚁群算法/林哲骋, 等. 焊接学报, 2018, 39(1): 107-110.

传统的焊接轨迹需通过手工示教获得,示教存在柔性差、效率低、轨迹复杂等缺点.对工业生产中的典型焊接图元进行建模,提出了一种改进蚁群算法:使用混合型信息素更新策略,提高了收敛速度并能够避免陷入局部最优,从而在较短时间内获得最佳焊接路径.结果表明,通过仿真和实际加工验证了算法的有效性,并成功运用在激光焊接系统中.

304不锈钢激光深熔焊元素蒸发及焊缝合金含量变化/刘桐, 等. 焊接学报, 2018, 39(2): 5-9.

通过模拟和试验的方法对激光深熔焊304不锈钢焊缝合金成分变化进行了研究.利用电子探针X射线显微分析对母材及焊缝中的Fe,Cr,Mn,Ni元素含量进行分析.基于对焊接熔池温度场和流场的计算,建立了深熔激光焊元素蒸发和焊缝合金含量变化的模型.结果表明,深熔激光焊元素蒸发主要发生在小孔及熔池表面,其中小孔内金属蒸发强烈,而小孔外的熔池表面蒸发量较小.与母材相比,焊缝中Mn,Cr元素含量减少,而Ni,Fe元素含量增加.焊缝合金含量变化随焊接功率增大而减小,但对于焊接速度的改变不敏感.计算结果与试验检测结果吻合良好.

异厚度铝钢电弧辅助激光对接熔钎焊温度场和应力应变场数值模拟/刘剑, 等. 焊接学报, 2018, 39(2):  33-38.

以厚度2 mm的5A06铝合金板和1 mm热镀锌ST04Z钢对接熔钎焊试验为研究对象.采用ANSYS有限元软件,选用高斯函数分布的热源模型模拟TIG电弧和三维锥体热源模型模拟激光的不重合组合热源.基于所建立的不重合组合热源模型对温度场和应力场进行耦合分析,得到焊接过程中的温度场和应力应变分布.结果表明,铝钢异厚度熔钎焊在焊缝及其附近区域中的纵向应力是拉应力,钢一侧远离焊缝产生较大的压应力,变形较大;铝合金一侧远离焊缝产生相应的变形,压应力相对较小,温度场、残余应力模拟结果与试验结果吻合较好,证明所建组合热源模型正确.

压缩机叶片激光再制造成形闭环控制设计与实现/任维彬, 等. 焊接学报, 2018, 39(3): 11-15.

针对压缩机叶片激光再制造成形精度要求高、形状及形变控制难度大以及成形过程自动化、智能化水平低的工程实际情况,以边部非规则体积损伤压缩机薄壁叶片成形为目标,设计并实现了叶片激光再制造成形闭环控制系统,实现了形状及形变尺寸的闭环监测和激光功率的在线调节,开展了体积损伤薄壁叶片的激光再制造成形闭环控制.试验结果表明,叶片形状恢复充分,表层无裂纹,系统尺寸监测精度可达0.1 mm,系统参数反馈周期为0.5 s,采样频率为2 Hz.

强制冷却对IC10合金激光熔覆组织与硬度的影响/杨硕, 等. 焊接学报, 2018, 39(3): 31-35.

为实现IC10定向凝固高温合金高效、高质量的激光熔覆,开发了通水冷却装置实现激光熔覆过程中的强制冷却,研究了不同冷却条件对激光熔覆层定向凝固组织生长和硬度的影响.结果表明,相较于无冷却条件,在同样激光熔覆工艺参数下采用强制冷却进行激光熔覆会改变熔覆层形貌,并提高柱状晶在熔覆层中的体积分数,有助于得到更多定向连续生长的柱状晶.此外,强制冷却对于熔覆层各区域硬度无明显影响,但由于强制冷却条件下熔覆层中柱状晶增多,因此高硬度区域增大.

多束流电子束薄板焊接应力变形数值模拟/黄业文, 等. 焊接学报, 2018, 39(3): 52-56.

为了减小薄板结构的焊接变形,基于电子束高频偏转扫描技术在焊缝两侧添加辅助扫描热源实现了多束流电子束焊接及焊前预热.建立了矩形均匀加热辅助热源模型,采用热弹塑性有限元分析方法对1.5 mm厚304不锈钢薄板进行多束流电子束焊接数值模拟,并进行了试验验证.结果表明,焊后残余应力和变形的实测结果与模拟结果吻合良好,多束流电子束焊接方法不仅可以改变熔池前方材料的受力状态,而且可以减小熔池形成瞬间熔池前方材料的压应力峰值,有利于减小熔池的前方压缩塑性应变,进而减小薄板结构的焊接变形.

PM-TZM钼合金电子束焊接特性/张永赟, 等. 焊接学报, 2018, 39(3): 57-60.

为研究PM-TZM钼合金电子束焊接特性,对其进行了电子束焊接试验,分别对接头显微组织及力学性能进行了分析.结果表明,PM-TZM钼合金电子束焊缝呈“钉状”几何特征,熔合线附近有链状气孔出现.焊缝区由粗大的等轴晶及柱状晶组成,热影响区晶粒相比于母材明显长大.接头各区域硬度值不同,焊缝区硬度与母材相当,硬度最低值出现在两侧热影响区.PM-TZM合金电子束焊接接头有较大的性能损失.接头室温最高抗拉强度378 MPa,为母材抗拉强度的47%,1 000 ℃抗拉强度168 MPa.接头拉伸断裂均发生于焊缝区,呈典型的脆性解理断裂特征.

微波管电子枪激光焊接工艺分析/王博锋, 等. 焊接学报, 2018, 39(4): 11-16.

采用脉冲固体激光器微波管电子枪进行激光焊接工艺试验,利用金相显微镜、扫描电镜、万能材料试验机、电子显微硬度分析仪、X射线衍射仪、振动台、电子枪真空除气系统等研究了电子枪金属零件焊缝焊接表面成形、接头区域的组织形貌、界面元素分布、断口形貌、显微硬度与接头力学性能、焊接接头物相、电子枪随机振动及工作状态下电性能和热性能.结果表明,优化焊接参数后焊接的电子枪经受了在微波管中连续高温工作的考验.振动试验和电子枪性能试验检验了电子枪组件的焊接牢固程度和焊接质量,验证了激光焊接工艺在小批量微波管研制、生产和应用过程中的可靠性.

T2紫铜-45钢电子束焊双材料界面性能与裂纹偏转/丁浩, 等. 焊接学报, 2018, 39(4): 17-22.

焊接接头性能与缺陷一直是焊接材料相关课题的重要方面,大量的研究描述了焊接材料的接头性能与特征,但异种焊接材料的界面与开裂问题研究并不充分.文中对T2紫铜-C45钢电子束焊接双材料界面强度和裂纹开裂的问题,首先采用标准拉伸和三点弯曲试验,得到该材料焊缝区抗拉强度、屈服强度、弹性模量参数,并依此计算判断出断裂韧性值;其次对拉伸和三点弯曲试验试样的宏观和微观断口分析,表征其断口形貌特征,得出断口断裂类型为准解理和沿晶脆性复合断裂模式;基于试验分析结果对裂纹开裂偏转路径进行讨论,得出裂纹沿焊缝区扩展并偏向T2紫铜端;最后以实测参数为基准,基于ABAQUS有限元分析得出三点弯曲试验下焊缝区的裂纹扩展和偏转方向结果,为该种异种金属焊接材料接头性能的提升提供了依据.

TC11钛合金电子束焊接接头超高周疲劳性能/邓彩艳, 等. 焊接学报, 2018, 39(4): 23-26.

采用天津大学自行研制的TJU-HJ-I型超声疲劳试验系统研究了TC11钛合金电子束焊焊接接头的超高周疲劳性能.试验结果表明,TC11钛合金电子束焊接接头在107周次以上仍然会发生疲劳失效,S-N曲线呈现连续下降的趋势,没有明显的转折.试件的断裂位置大多数为母材处,焊缝和热影响区的疲劳性能要比母材好,这与焊接接头的微观组织有关.通过SEM对超声疲劳断口形貌进行观察发现,断裂试件的疲劳裂纹大部分在表面萌生,然而在应力范围较低时,疲劳裂纹的萌生位置有从表面转向次表面的趋势.

TIG填丝+激光熔凝模具修复工艺分析/刘立君, 等. 焊接学报, 2018, 39(4): 73-78.

针对失效模具TIG手工填丝工艺修复区域出现的强度不足等问题,提出了TIG手工填丝+激光熔凝模具修复方法,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、硬度测试、热疲劳裂纹阻断试验、摩擦磨损试验一系列测试手段,分析激光熔凝对TIG手工填丝修复层的强化性能.结果表明,激光熔凝能够有效细化TIG修复层表层组织,减小组织内应力,提高组织塑性和韧性,使得修复区的抗热疲劳性能得到大幅度的提升.高温滑动磨损条件下,TIG填丝+激光熔凝复合修复试样表面摩擦系数小,磨损量相比于TIG试样减少了30%,表现出了优良的耐磨性能.

激光重熔镍镀层复合工艺制备铜合金表面涂层/傅卫, 等. 焊接学报, 2018, 39(4): 99-103.

在铜合金表面先预置镍镀层再激光重熔以获得界面冶金结合可靠的新涂层.通过优化工艺参数,并利用多种分析手段研究了涂层的组织、界面结构和显微硬度.结果表明,室温下采用4 200 W半导体激光重熔0.4 mm厚镍镀层可获得无缺陷且界面冶金结合可靠的激光熔覆涂层;所获新涂层组织均匀致密,物相由重熔前的γ-Ni镀层转变为重熔后的(Ni,Cu)固溶体;涂层硬度约为135 HV0.05,稍高于CuCrZr基体硬度.镍镀层的预置和半导体激光的应用提高了铜基表面激光能量的吸收率;新涂层与铜基体间组织成分及硬度匹配保证了良好的界面相容性和可靠的界面结合.

基于SPA的6061铝合金脉冲激光焊接工艺参数优化/舒服华, 等. 焊接学报, 2018, 39(4): 109-114.

以激光峰值功率、焊接速度、脉冲宽度、离焦量为优化工艺参数,以焊接接头的抗拉强度、断后伸长率、焊缝熔深、焊缝宽度为综合优化工艺目标,运用正交试验与集对分析相结合的方法对6061铝合金脉冲激光焊接工艺进行了多目标优化.通过正交试验获得数据样本,利用集对分析法对数据分析以实现工艺参数的优化.首先确定单工艺目标与理想解的同一度、对立度、贴近度,然后以单工艺目标贴近度的权重和表示综合工艺目标的贴近度.最后根据不同工艺参数、不同工艺水平的综合工艺目标的平均贴近度确定最佳工艺.优化结果为:激光功率3.5 kW、焊接速度2.4 m/min、脉冲宽度4.0 ms、离焦量-1 mm.

低活化铁素体/馬氏体钢厚板光纤激光焊接接头组织及力学性能分析/张建超, 等. 焊接学报, 2018, 39(4): 124-128.

针对核聚变反应堆试验包层模块(TBM)中使用的CLF-1低活化铁素体/马氏体钢进行焊接试验,采用15 kW光纤激光,实现了17.5 mm厚CLF-1钢的穿透焊接,得到了正反表面成形良好、无明显缺陷的焊接接头,并对接头显微组织及力学性能进行了分析研究.结果表明,焊缝区主要为粗大的板条马氏体;熔合线附近热影响区为细小的板条马氏体和少量贝氏体;不完全淬火区为经焊接热循环作用下二次回火的回火索氏体及马氏体双相组织;接头室温及550 ℃高温抗拉强度较高,均断裂于母材;焊缝显微硬度高于母材,且热影响区无明显软化;接头冲击韧性良好.接头综合力学性能良好.

工艺参数对可伐合金/DM308钼组玻璃激光焊接接头结合性能的影响/贾林, 等. 焊接学报, 2018, 39(5): 5-9.

采用YLS-6000型光纤激光器对可伐合金4J29与钼组玻璃DM308进行激光焊接,研究了工艺参数对接头强度和界面结构的影响,分析了界面元素扩散行为.结果表明,激光功率为700~800 W,焊接速度为4.5 mm/s,离焦量为0时,接头抗剪强度达到最大值,为10.97 MPa;4J29/DM308激光焊接头界面结合良好,存在反应层,分界线清晰可见.玻璃侧有大量气孔产生,界面某些部位存在少量气孔,导致产生微裂纹;在高温条件下,元素扩散越均匀,界面反应生成Fe2SiO4越多,接头强度越高.

T2紫铜-45钢异种材料电子束焊的焊接接头强度与缺陷评定/丁浩, 等. 焊接学报, 2018, 39(5): 43-46.

焊接接头性能与缺陷一直是焊接领域的重要课题,文中针对T2紫铜-45钢异种材料电子束焊的焊接接头强度和焊接缺陷的问题,首先采用SEM观测焊缝区域的微观形貌,分析其组织构成,并通过标准拉伸和三点弯曲试验,得到接头焊缝区的界面强度参数;其次依据断裂韧性值,开展了针对该异种材料试样内部缺陷的缺陷评定.结果表明,采用电子束焊加工该异种材料,焊缝内部存在宏观偏析现象.此外,依据表征得到的T2紫铜/45钢异种材料界面强度参数,验收通过了基于BS7910标准的2A级缺陷评定.

光纤激光焊接950 MPa级车用TWIP钢接头组织和性能/韩志强, 等. 焊接学报, 2018, 39(5): 63-68.

对950 MPa级车用孪生诱发塑性钢(TWIP950)板材进行光纤激光对接焊,分析接头微观组织和微区成分,进行显微硬度测试和室温拉伸试验,研究其不同应变速率下的拉伸性能及断裂行为.结果表明,焊缝区奥氏体组织粗化和锰元素烧损导致其出现硬度低于母材的软化现象,而热影响区发生硬化现象.随应变速率增加,母材与焊接接头的抗拉强度由负应变速率敏感性改变为正应变速率敏感性;母材与焊接接头的塑性随应变速率增加呈先下降再升高又下降的变化趋势.不同应变速率拉伸后接头均断裂在焊缝区,随应变速率增加,接头韧性断裂特征未见明显变化.

背反射增效激光焊接熔池匙孔相变及流场分析/王宏宇, 等. 焊接学报, 2018, 39(5): 125-128.

建立了背反射增效激光焊焊接熔池流动中气相区、液相区和固相区的统一模型,在模型中考虑了等离子体/蒸气云和小孔吸收机制,综合了表面张力、热浮力和重力的作用.基于数值计算得到了熔池的三相匙孔相变以及流场,重点分析了表面张力对熔池流动和传热的影响.此外,通过钛合金薄板的背反射增效激光焊接试验对模型进行了验证.结果表明,匙孔引发等离子体/蒸气云与背面垫板诱发羽辉的耦合作用,是X形焊缝熔池形貌形成的主要原因;同时,表面张力是形成背反射增效激光焊接熔池内“椭圆回流环”的主要驱动力.

铝合金激光焊接熔池中气泡运动与气孔相关性分析/李俐群, 等. 焊接学报, 2018, 39(6): 1-6.

以5052铝合金作为试验材料,通过对焊接过程中熔池流动及生成气孔运动轨迹的观察研究了激光自熔焊、激光填丝焊中气孔的形成过程及其影响因素.结果表明,在激光自熔焊过程中,低速焊时熔池流动紊乱,气泡沿熔池底部边缘向后方运动;高速焊时熔池流动稳定,气泡沿匙孔后壁向上运动.焊丝的送入对熔池和匙孔的稳定性有较大的影响,熔池内液体流动紊乱,阻碍了匙孔末端生成气泡的运动,从而大幅增加焊缝中残留气孔的数量.相对于前送丝方式,后送丝时,送进的焊丝对熔池及其内部匙孔的影响更大,熔池内液体流动紊乱,气泡运动轨迹更长,焊缝中残留气孔数量更多.

微束等离子弧焊电弧多物理场耦合/张济楠, 等. 焊接学报, 2018, 39(6):13-18.

对微束等离子弧焊电弧温度场、流场、电磁场、电弧压力场进行了计算分析.结果表明,轴向和径向温度分别随距钨棒端部和电弧轴中心距离的增加而降低;轴向流速经一段时间后趋于稳定,喷嘴内等离子体径向流速较喷嘴外小,且喷嘴内外流场方向相反;电磁力随距钨棒端面距离的增加而减小,喷嘴内较喷嘴外大,且喷嘴内外电磁力方向也不完全一样;阳极表面上的电弧压力远小于普通等离子弧焊的电弧压力.此外,各物理场之间相互耦合.高速摄影相机拍摄后经处理得到的电弧等灰度线分布与数值模拟轴向等温线分布趋势一致;三维动态光谱检测系统检测计算得到的径向温度分布与数值模拟得到的径向温度分布一致.

不锈钢旁路热丝等离子弧增材制造接头特性分析/苗玉刚, 等. 焊接学报, 2018, 39(6): 35-38.

以旁路热丝等离子弧增材方法为技术手段,开展304不锈钢电弧增材制造工艺试验,分析了工艺参数对增材成形的影响,并对沉积层的组织特征与力学性能进行了研究.结果表明,随着热丝电流的增加,流经工件的电流随之降低,电弧增材的沉积效率大幅提高,材料在反复快速加热后,得到充分的淬水和回火,沉积层内部存在大量奥氏体組织,接头硬度有所提高.拉伸试验结果表明,沉积态材料的平均抗拉强度为537.2 MPa,断面收缩率为59.4%,断后伸长率为33.8%,断裂形式为韧性断裂,可满足不锈钢增材制造的质量要求.

微束等离子弧焊三维焊接堆垛过程塌陷/李挺, 等. 焊接学报, 2018, 39(6): 86-90.

采用搭建的三维运动平台对微束等离子弧焊三维焊接堆垛过程中收弧位置塌陷问题进行了研究,利用CCD相机实时跟踪拍摄整个三维焊接堆垛过程,在此基础上分析了堆垛过程中的熔池流动和熔滴过渡变化,并分析了熔池所受作用力及焊接工艺参数对塌陷的影响.结果表明,收弧位置堆垛墙体下塌是由于被挤压到熔池尾部的液态金属来不及回流以及焊丝最后的熔滴未过渡到熔池中导致填充金属不足、熔覆金属的流淌造成的,且随着堆垛墙体收弧端的下塌量累积,熔滴不能稳定过渡到熔池中,进一步加剧了堆垛墙体在收弧端的塌陷,从而使得三维焊接堆垛过程难以继续.

SP700钛合金激光焊的焊缝成形与性能分析/陈锡源, 等. 焊接学报, 2018, 39(6): 121-125.

对δ=1.2 mm的SP700钛合金开展光纤激光焊接试验,探讨SP700钛合金激光焊的焊缝成形与组织性能.结果表明,负离焦量主要影响着焊缝的背面熔宽,而正离焦量则对表面熔宽的影响更大.焊缝熔宽随着热输入的增大而增加,且背面熔宽的增加幅度更快.当热输入一定时,焊缝背面熔宽受激光功率的影响更大.两种状态的接头焊缝区为粗大的β柱状晶,焊缝区的平均显微硬度均高于母材,抗拉强度基本与母材等强,断后伸长率均比母材要低.平行焊缝的抗拉强度低于垂直焊缝,其硬度和断后伸长率则相对较高,两种焊接接头拉伸断裂的位置也有所不同.

自保护药芯焊丝激光-电弧复合热源焊接电弧稳定性的分析/刘西洋, 等. 焊接学报, 2018, 39(7): 17-23.

以自保护药芯焊丝(414N-O)为研究对象,借助电弧分析仪和高速摄像,对不同工艺参数下激光-电弧复合热源焊接电弧稳定性进行了试验研究.结果表明,复合热源焊接过程中,激光的加入明显的减小了自保护药芯焊丝电弧作用点漂移概率,拉长了电弧空间,降低了熔滴短路过渡概率,提高了电弧稳定性;工艺参数中,光丝间距和送丝速度对平均焊接电流影响显著;电弧电压和送丝速度对平均焊接电流变异系数影响显著;激光功率对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距和送丝速度有关,光丝间距和送丝速度越大,激光功率对平均焊接电流的影响越小;电弧电压对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距有关,光丝间距DLA=0 mm时,影响最显著;激光前置比激光后置更有利于平均焊接电流变异系的稳定.

热输入对超高强钢DP1000激光焊接接头微观组织和断裂机制的影响/李龙, 等. 焊接学报, 2018, 39(7): 75-80.

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察超高强双相钢DP1000激光焊接接头微观组织的变化,通过显微硬度的测试、拉伸试验研究其不同热输入下焊接接头的力学性能.结果表明,随着热输入的增加,由回火区和两相区组成的软化区的组织发生了明显的变化,软化区内平均硬度值减小,其宽度尺寸增加,导致拉伸试样的断裂位置发生变化.当热输入不高于52 J/mm,焊接试样的抗拉强度是母材的97.75%,软化区宽度最大约为506 μm,断裂发生在母材上;当热输入达到72 J/mm,软化区宽度约为621 μm,断裂发生在软化区内.

脉冲激光驱动的GMAW短路过渡行为控制/陈树君,等. 焊接学报, 2018, 39(8): 1-5.

试验研究了单侧脉冲激光照射熔滴控制短路过渡的行为.高能量密度的瞬时脉冲激光作用在熔滴上,产生的局部强烈的蒸发反力驱动熔滴受迫短路,形成液桥,完成收缩、破断,促进熔滴脱离焊丝.在无电弧条件下观察单侧脉冲激光驱动熔滴过渡的基础上,进一步分析了小电流下单侧脉冲激光驱动短路过渡的效果.结果表明,在焊接过程中施加一定能量密度和频率的脉冲激光对短路过渡行为有明显的改善作用,并能通过脉冲激光功率控制熔滴的尺寸,调节脉冲激光频率控制熔滴过渡频率,实现一脉一滴的过渡形式,提高焊接过程的稳定性.

Cu46Zr46Al8非晶合金电子束焊接特性分析/王廷, 等. 焊接学报, 2018, 39(8): 38-41.

对Cu46Zr46Al8非晶合金进行了电子束焊接,并分析了接头微观组织转变、显微硬度分布及拉伸性能.结果表明,Cu46Zr46Al8非晶合金电子束焊接接头熔化区组织大部分仍为非晶态,过冷液相区内发生晶化形成Cu-Zr金属间化合物.焊接接头熔化区与母材硬度相当,过冷液相区硬度值显著降低.接头抗拉强度及韧性相比母材都明显降低,拉伸断裂于过冷液相区内的脆性化合物层,呈现典型的沿晶脆性断裂特征.

DP780镀锌钢激光焊接性能与工艺/黄磊, 等. 焊接学报, 2018, 39(8): 55-58.

针对0.8 mm的车用DP780镀锌双相钢,采用4 kW的连续光纤激光器对材料进行激光搭接试验,通过调节两板间的预留间隙、激光功率、焊接速度、离焦量,研究了工艺参数对焊接接头焊缝的成形影响规律,同时分析各工艺参数对焊缝下塌量、抗拉强度、气孔状况的影响规律;最后基于焊缝抗拉强度、焊缝下塌量以及焊接过程中气孔状况评价焊接质量.结果表明,功率在3 800 W、焊接速度在95 100 mm/s,离焦量在-22 mm,预留间隙在0.2~0.25 mm区间的工艺参数条件下,焊接成形较好,此时的抗拉强度保持在180 MPa以上,下塌量总量在0.35~0.45 mm,以及飞溅和外部气孔较少.建立抗拉强度—焊缝下塌量—气孔状况方法评价焊接质量,采用此方法,能够改善气孔缺陷,提升焊接效率. (编辑:曲畅)

飞机发动机叶片激光熔覆性能/徐国建, 等. 焊接学报, 2018, 39(8): 72-76.

为了修复飞机发动机叶片(K417G)的铸造缺陷和损伤,采用了500W-IPG光纤激光熔覆系统将镍基合金粉末(RCF-201)熔覆到镍基高温合金K417G基体上.利用显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和能谱仪(EDS)等分析了堆焊层的组织和成分,用显微硬度计分析了堆焊层硬度分布,用高温蠕变实验机分析了堆焊层高温蠕变性能.试验结果表明,熔覆层从熔合线到表面的组织依次由平面晶、柱状晶和等轴晶组成;熔覆层的组织为亚共晶组织,初晶相为富镍固溶体γ-Ni,共晶组织为γ-Ni+Cr7C3+Cr23C6+(Mo0.54,Ti0.46)C;熔覆层的硬度约为650 HV,约是母材硬度(350 HV)的1.86倍;在950℃/235 MPa条件下,激光熔敷试样的蠕变寿命最长约为26.17 h,且断裂位置位于母材.

选区激光熔化成形316L不锈钢微观组织及拉伸性能分析/尹燕, 等. 焊接学报, 2018, 39(8): 77-81.

采用选区激光熔化技术制备了316L不锈钢的拉伸试样,分析了试样不同区域的组织特征,測试了其拉伸力学性能.结果表明,其组织形貌主要为胞状晶,但在某些“微熔池”内晶粒生长方向不相同,而近乎相互垂直,从而在同一视野中显示出典型的细小柱状晶(亚晶)和近似六边形“胞晶”共存的组织特征.试样的抗拉强度与传统工艺制备的相比有较大提高,但断后收缩率有所降低.这主要由于选区激光熔化是快速熔化与冷却凝固的过程,其选区熔化的特征使得不同区域的激光入射角度、选区熔化扫描方式、“熔池”散热条件各不相同,导致不同区域呈现复杂的结晶过程,形成不同特征的微区组织.由于冷却速度较快所得的细小柱状晶的直径为亚微米级,致密分布,显著提高了材料的抗拉强度.但由于晶粒生长明显的方向性,使得拉伸过程中晶粒在不同方向的塑性变形不均匀,相互牵制,加之大量熔合线界面处不可避免的内应力,导致断后收缩率有所降低.

2219-T6激光同轴辅助搅拌摩擦焊性能与组织分析/张婧, 等. 焊接学报, 2018, 39(8): 82-86.

对2219-T6铝合金激光同轴辅助搅拌摩擦焊接头的宏观形貌、力学性能及显微组织进行了研究.结果表明,激光辅助热源的加入有助于消除金属塑性流动不充分引起的隧道缺陷,提升接头性能,但激光功率过大会加剧焊缝软化而使性能下降.激光辅助热源使焊核区扩大,且焊核区中θ相(Al2Cu)增大,但对热力影响区的显微组织无明显影响.通过固溶+人工时效方法的焊后热处理以显著提升接头强度(从母材强度的76%提升100%).加入激光的焊核区及热力影响区在热处理后晶粒尺寸相比不加入激光有所减小,且激光功率越大,对应的晶粒尺寸越小.

填充焊丝对6A02铝合金光纤激光焊接接头组织性能的影响/许飞, 等. 焊接学报, 2018, 39(8): 92-96.

采用ER4043焊丝开展了1.0 mm厚6A02铝合金的光纤激光填丝焊接,对比分析了是否填丝对焊缝横截面形貌、接头组织、显微硬度分布和拉伸性能的影响.结果表明,激光填丝焊缝成形饱满,能够显著提高焊前装配的最大间隙容忍裕度.与自熔激光焊接接头相比,激光填丝焊接接头熔合区附近的柱状晶组织和焊缝中心的混合组织(柱状晶+等轴晶)均相对粗化,接头软化现象更加明显,焊态时接头抗拉强度基本相当,仅达到母材水平的83.2%,但经历固溶时效热处理后,接头强度得以恢复,并高于母材水平,断后伸长率获得显著改善,可以达到21.29%,远高于前者的8.13%.

国内外电子束熔丝沉积增材制造技术发展现状/陈国庆, 等. 焊接学报, 2018, 39(8): 123-128.

随着增材制造技术的不断发展,各种增材制造技术,如电弧增材制造、激光增材制造和电子束增材制造等,在其相应的领域内展开了广泛的研究.文中总结了电子束熔丝沉积增材制造技术的特点.重点介绍了国内外对电子束熔丝沉积技术开展的研究工作,简要介绍了国内外学者在电子束熔丝沉积技术设备和工艺方面取得的最新研究成果.分析了电子束熔丝沉积技术目前亟需展开的研究工作,并展望了该技术应向活泼难熔金属、复合材料、梯度材料制备与大型复杂构件的增材制造等方向发展.

激光功率对5356铝合金激光诱导MIG电弧增材制造组织性能的影响/孙承帅, 等. 焊接学报, 2018, 39(9): 13-18.

为了改善MIG电弧增材制造5356铝合金的组织及力学性能,将低功率激光与MIG电弧增材制造结合,采用低功率脉冲激光诱导MIG电弧增材制造技术进行了不同激光功率下5356铝合金单道多层墙体成形试验,分析了激光功率对沉积态5356铝合金组织、显微硬度及拉伸性能的影响.结果表明,低功率脉冲激光诱导MIG电弧增材制造成形试样整体冶金结合良好、无明显的未熔合现象.墙体的微观组织主要呈等轴晶状,与单MIG电弧堆积的墙体相比,等轴晶变得细小均匀,显微硬度提高,波动较小.加入激光可以减少Fe元素、Si元素含量和气孔数量,使墙体的力学性能提高,当激光功率为300 W时达到最大值,较单MIG电弧堆积墙体的抗拉强度提高了12.0%.

旁路耦合微束等离子弧热特性及焊缝成形特点/李挺, 等. 焊接学报, 2018, 39(9): 55-60.

针对传统微束等离子弧焊中焊丝熔敷率与焊接电流不能解耦的局限,提出旁路耦合微束等离子弧焊方法.通过给外填焊丝添加一电流,使焊丝与焊枪钨极间产生一个旁路电弧,实现熔化母材热量与熔化焊丝热量的解耦,确保熔化母材电流稳定的同时提高填充焊丝的熔化速度.对旁路耦合微束等离子弧焊的熔敷率、母材热输入及焊缝成形质量进行试验研究.结果表明,该方法既保持了传统微束等离子弧焊的优点,又在提高焊丝熔敷率的同时降低母材的热输入;并在其它焊接参数保持不变时,随旁路电流的增加,焊缝的熔宽、熔深和稀释率减小,余高和成形系数增大.

基于CuSi3焊丝的激光熔钎焊钢/铝异种金属工艺分析/崔凌越, 等. 焊接学报, 2018, 39(10): 6-12.

采用直径1.6mm的CuSi3焊丝对钢/铝异种金属进行激光填丝熔钎焊.使用光学显微镜观察了焊缝宏观成形,利用SEM,EDS,XRD分析了接头微观组织,通过原位纳米压痕仪和拉伸试验机测试了接头力学性能.结果表明,采用CuSi3焊丝实现了6061铝合金和镀锌板的激光搭接熔钎焊,优化了工艺参数,获得了成形良好的焊缝.焊缝呈现三个特征区:钢侧界面区、焊缝中心区和铜焊丝/铝过渡区.进一步研究表明,铜焊丝/铝过渡区组织包含Cu9Al4和CuAl2金属间化合物,呈现带状、粗大骨架状、细小骨架状夹杂层片状和树枝状四种形貌.铜焊丝/铝过渡区硬度远高于相邻区域,粗大骨架状区域硬度最高达到9.97 GPa,拉伸断裂于粗大骨架状区域,断口呈现脆性断裂.

钛合金电子束深熔焊根部缺陷机理分析/高福洋, 等. 焊接学报, 2018, 39(10): 30-34.

文中研究了大厚度Ti6321钛合金深熔焊时,根部缺陷的位置和形貌特征,分析了根部缺陷產生的原因,揭示了缺陷产生的机理,提出了减小和消除根部缺陷的方法.结果表明,对于大厚度钛合金深熔焊,未焊透时焊缝中容易产生钉尖和链状气孔缺陷.当匙孔底部表面张力与流体静压力之和大于金属蒸气压力时,根部无法维持稳定的匙孔内壁,液态金属凸出向匙孔坍塌,金属蒸气不能完全逸出,在快速冷却条件下,液态金属凝固后形成钉尖缺陷.当表面张力、液体静压力与金属蒸气压力的平衡位置距离匙孔底部距离大于1/2熔深时,焊缝根部容易产生链状气孔缺陷.通过采取相应措施可以有效减少和消除钉尖缺陷和链状气孔缺陷.

背反射增效激光X形焊缝焊接残余应力的数值分析/李乐, 等. 焊接学报, 2018, 39(10): 61-64,70.

以1.5 mm厚的TC4钛合金薄板为对象,建立了背反射增效激光焊接成形过程的三维瞬态有限元模型,基于熔池温度场通过间接耦合方式获得了X形焊接成形的应力场.结果表明,在常规激光焊接仅能获得V形焊缝的激光工艺参数下,背反射增效激光焊接可获得对称性好的X形焊缝;同时,其焊缝上表面纵向残余应力与常规激光焊接基本一致,但其焊缝下表面纵向残余应力较常规激光焊接要大,且达到了上表面纵向残余应力相同的水平;此外,不同线能量下背反射增效激光焊纵向残余应力的变化很小,表明背反射增效激光焊接的线能量对其焊接残余应力影响的敏感度较低.

活性硫对高功率激光焊接焊缝成形的影响/李时春, 等. 焊接学报, 2018, 39(10): 65-70.

文中试验研究了在万瓦级高功率光纤激光焊接厚板过程中添加表面活性硫粉对焊缝成形的影响及对焊缝微观组织的影响.结果表明,表面活性硫粉的添加增加了熔池的浸润性和流动性从而形成了更长的焊接熔池.负离焦焊接时,活性硫粉能增加焊缝熔深,且不受焊接速度的影响;而正离焦焊接时活性硫粉能增加焊缝熔宽.高功率激光焊接过程能细化焊缝金相组织,且促使焊缝中铁素体比重增加;硫粉的添加则进一步促进了焊缝金相组织的细化及铁素体比重的增加.

W6高速钢/16Mn钢电子束焊接接头组织及性能分析/陈国庆, 等. 焊接学报, 2018, 39(11): 1-5.

高速钢作为一种高硬度、高耐磨性和高耐热性特殊工具钢,应用于刀具、模具及特殊结构件上时,往往需要结合异种钢使用.但高速钢焊接工艺研究仍不成熟,焊接中产生的裂纹与碳化物缺陷是制约高速钢应用的主要因素.文中通过对W6Mo5Cr4V2高速钢与16Mn钢预置镍填充层后进行电子束焊接.结果表明,镍中间层的引入有效的抑制了高速钢侧热影响区的开裂,接头呈不对称“漏斗形”.焊缝组织主要由镍基固溶体与少量M2C碳化物构成,焊缝中无马氏体组织,其焊缝平均硬度为185 HV;接头抗拉强度达到378 MPa,为16Mn侧母材抗拉强度的75%.拉伸断口断裂于距W6侧熔合线0.8 mm处的热影响区,为准解理断裂.

细晶粒钢激光深熔焊接残余应力与裂纹关系分析/刘德政, 等. 焊接学报, 2018, 39(11): 11-16.

残余应力是导致细晶粒钢激光深熔焊时裂纹产生的主要机理之一,对焊接质量有较大影响.文中基于细晶粒钢激光深熔焊实际焊缝金相组织建立热源模型,采用PDA-5500S岛津光谱元素分析仪提取细晶粒钢化学成分,基于吉布斯函数建立细晶粒钢的温度与流变应力耦合本构关系;同时,通过不同焊接参数下焊缝截面试验数据,在热源模型中设置跟踪点,获取焊缝中实时残余应力,研究不同温度下实时残余应力与细晶粒钢流变应力对焊接缺陷的影响.结果表明,在相同温度下当实时残余应力高于材料流变应力时,焊缝内产生裂纹;合理提高焊接速度,可降低細晶粒钢焊缝实时残余应力,提高激光深熔焊接质量.

中间层对可伐合金4J29/钼组玻璃DM308激光焊接接头结合性能的影响/贾林, 等. 焊接学报, 2018, 39(11): 33-38.

采用YLS-6000型光纤激光器对可伐合金4J29与钼组玻璃DM308进行激光焊接,研究了中间层对接头强度、界面结构和界面结合机理的影响,分析了界面元素的扩散行为.结果表明,Mo-Mn-Ni中间层可以减少接头边缘较大的裂纹, Ni2O3-MnO2-B2O3中间层可以减少玻璃侧的微裂纹和气泡数目;4J29/DM308激光焊接头承载能力最弱的部位为靠近玻璃侧,穿过气泡发生断裂,Mo-Mn-Ni中间层接头的抗剪切强度最大为10.96 MPa, Ni2O3-MnO2-B2O3中间层接头抗剪切强度最大值为13.46 MPa; Ni2O3-MnO2-B2O3中间层接头界面过渡层的厚度大约为30~40 μm,过渡层存在明显的枝晶生长,接头界面XRD相分析结果表明,界面过渡层为Fe和Si立方晶系的复合氧化物FeSiO3和Fe7SiO10,接头界面EDS分析结果表明, Fe, Co, Ni等元素在整个界面区域内发生了扩散融合,界面结合主要靠化学反应和元素扩散连接.

大功率激光焊背面焊缝宽度神经网络预测/陈子琴, 等. 焊接学报, 2018, 39(11): 48-52.

针对焊接过程中熔透及焊缝背面成形难以直接检测的问题,通过焊件正面和侧面的传感特征信息,对焊件背面的焊缝宽度进行预测.用视觉传感器获取激光焊接过程中包含焊接特征信息的图像,对图像进行分割分层、模式识别和空域图像处理,准确提取焊接特征信息,发现焊接特征信息随着焊接路径的变化有着相应的变化趋势.建立包含两个隐含层的贝叶斯神经网络,用提取到的9组特征信息作为输入,对焊件背面焊缝宽度进行预测.通过10组焊件背面焊缝宽度的预测值与实际值的比较,验证了贝叶斯神经网络具有良好的预测能力,在焊缝不理想的状态下,也具有较好的预测能力.

PMMA与304不锈钢激光焊接/黄怡洁, 等. 焊接学报, 2018, 39(12): 67-70, 76.

研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料与304不锈钢激光焊接热传导技术,采用正交试验法分析聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间的焊接质量.对焊接后的试样进行拉伸测试和切片试验,用能量密度定量判定焊接结果,分析多种焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响.利用正交试验极差分析法对试验数据进行处理,获得透明聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间激光热传导焊接的最佳焊接工艺参数.结果表明,焊接因素对焊接强度的影响从大到小的顺序为焊接速度、脉冲宽度、保护气体流量、峰值功率、光斑直径和脉冲频率.

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