有关激光的文献

SLM成形17-4PH不锈钢微观组织与动态断裂性能/陈彦兴，等.焊接学报，2023，44（2）：1-9.

摘要：通过激光选区熔化（selectivelasermelting，SLM）技术制备了17-4PH不锈钢，采用电子背散射衍射（electronbackscattereddiffraction，EBSD）和透射电子显微镜（transmissionelectronmicroscope，TEM）等方法对沉积态和固溶态试样微观组织结构进行了分析。通过示波冲击试验确定了裂纹萌生扩展的特征阶段和动态裂纹扩展阻力曲线（J-R曲线），研究了微观组织与动态断裂性能之间的关系。结果表明，沉积态试样主要由<100>择优且沿增材方向拉长的δ铁素体柱状晶、取向随机的细小马氏体，以及少量奥氏体组成，不同截面具有显著的组织各向异性；大尺寸δ铁素体柱状晶与细小晶粒的结合面作为薄弱环节，使其脆性增加，J-R曲线的撕裂模量较低，以准解理方式断裂。固溶热处理明显弱化组织各向异性，微观组织由尺寸细小、均匀的马氏体组成，其冲击吸收能量提升1倍，动态断裂韧性优良，属于韧性断裂。大尺寸δ铁素体柱状晶与周围细小马氏体晶粒界面结合较弱是沉积态17-4PH不锈钢动态断裂性能较差的主要原因。

关键词：激光选区熔化；不锈钢；微观组织；力学性能

铝`钛异种金属激光/激光-CMT复合熔钎焊工艺及其组织与力学性能/王佳杰，等.焊接学报，2023，44（2）：54-60.

摘要：选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材，ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料，采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法，并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析。结果表明，激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适的焊接工艺下均容易获得连续、稳定的焊接接头。铝/钛激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊缝中部组织均为α-Al固溶体和Al-Si共晶组织.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊均在钛合金上表面处界面反应层最厚，其厚度分别小于10和6μm.激光熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为锯齿状，激光-CMT复合熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为层片状。激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊接接头均断裂在焊缝区，焊接接头平均抗拉强度分别为252和209MPa，激光熔钎焊比激光-CMT复合熔钎焊接头抗拉强度高20%，而激光-CMT复合熔钎焊比激光熔钎焊焊接效率提升约1.5倍。

关键词：激光熔钎焊；激光-CMT复合熔钎焊；铝/钛异种金属；微观组织；力学性能

基于PCA与RSM-DE算法的激光熔覆参数多目标优化/李家豪，等.焊接学报，2023，44（2）：67-73.

摘要：为获得激光熔覆Inconel718粉末在Q690高强钢板上的最优熔覆工艺参数，设计响应曲面法中的BBD（Box-BenhnkenDesign）试验设计模型。构建输入变量（激光功率、扫描速度、送粉速率）与响应值（稀释率、热影响区深度、显微硬度）之间的数学模型，通过主成分分析法建立熔覆层综合评价指标，利用差分进化算法进行寻优，确定最优工艺参数。采用最优工艺参数进行试验验证，对其最优工艺参数下试件的宏观形貌与组织形态进行观察与分析，并与优选出的试件进行响应值比较。结果表明，最优工艺参数为激光功率1800W、扫描速度28mm/s、送粉速率1.9r/min，该参数下获得的热影响区深度为294μm，稀释率为14.2%，显微硬度为276.6HV0.5。最优工艺参数下的试件热影响区深度减小了6.8%，稀释率降低了24.7%，显微硬度增大了21.7%，且最优试件中的组织形态为较小的树枝晶与少量的胞状晶。

关键词：激光熔覆；多目标优化；主成分分析法；响应面法；差分进化算法

基于快速蜜蜂试验法的304不锈钢激光焊工艺优化/王超，等.焊接学报，2023，44（2）：102-110.

摘要：基于工程师打样中确定合理工艺参数组合的工程背景，借鉴三元蜜蜂算法开发了用于工艺参数寻优的快速蜜蜂试验法。针对304不锈钢板激光焊中获得较高抗拉强度需求，比较了响应面法、基于响应面法拟合方程的蜜蜂算法优化求解和快速蜜蜂试验法3种方法下所获优化结果。结果表明，前两种方法所预测最优工艺参数获得抗拉强度均近似于688MPa，而快速蜜蜂试验法求解的最优工艺参数获得抗拉强度734MPa。快速蜜蜂试验法划分清晰及针对性强的优化特点，使其相比响应面法减少试验次数的同时避免了忽略不同区域中概率密度不同的问题。所开发的快速蜜蜂试验法能够作为一种学习成本低与重视结果突出试验点的试验方法，帮助工程师在打样过程中快速获得更优工艺参数组合。

关键词：工艺优化；响应面法；快速蜜蜂试验法；抗拉强度

CuCrZr/316LN合金管激光焊接头组织与性能/王徐建，等.焊接学报，2023，44（2）：123-128.

摘要：对CuCrZr与316LN异种材料合金管进行激光焊试验，观察分析试样的接头形貌、微观组织、化学成分以及力学性能分析。结果表明，在激光功率1100～1400W、离焦量+20mm、焊接速度14.5mm/s和氩气流量15L/min时焊缝成形良好，可实现CuCrZr/316LN合金管的全位置焊接，焊缝内部缺陷较少，但随着激光功率的增加，焊缝下塌现象明显；CuCrZr/316LN焊缝与母材连接界面元素过渡明显，由于Fe，Cu互溶，在焊缝内部主要以形状不同的富Fe的Fe/Cu固溶体存在；CuCrZr/316LN合金管激光焊接接头抗拉强度较高，主要断裂位置为晶粒粗大的铜侧热影响区位置，断裂形式以韧性断裂为主。

关键词：CuCrZr；316LN不锈钢；激光焊；界面组织；力学性能

316L不锈钢激光熔覆宏微观特征优化/叶超，等.焊接学报，2023，44（3）：8-16.

摘要：为了获得高质量激光熔覆制件，针对现有研究仅以宏观几何形貌为优化目标的问题，以316L不锈钢为例，提出一种以宏微观特征为目标的工艺优化方法。首先通过全析因设计和回归分析构建熔覆层宏观几何形貌及微观组织同主要工艺参数的经验统计模型，探讨了工艺参数对几何形貌及微观晶粒平均截距的影响规律。然后选用几何形貌和晶粒平均截距作为评价熔覆成形质量的指标，采用复合合意性函数确定了最佳工艺参数和合适工艺窗口，最后验证了该方法可行性和有效性。结果表明，在选择最佳工艺参数的条件下，宏微观特征的统计模型具有较高预测精度，制备的熔覆样件不仅具更高的显微硬度，还具备良好的拉伸性能：屈服强度为439MPa，抗拉极限为751MPa，断后伸长率为26%，实现了宏微观特征的优化。

关键词：激光熔覆；宏观几何形貌；微观组织；工艺优化

功率分布对5A06铝合金激光摆动焊接熔池动态行为的影响/庞博文，等.焊接学报，2023，44（3）：23-30.

摘要：以5A06铝合金锁底对接焊缝为研究对象，在激光束摆动的基础上引入一种沿正弦摆动路径分布的激光功率（功率分布），实现功率相对于摆动路径的动态调控。基于FLUENT有限元软件，建立激光摆动焊接过程的流体动力学模型，研究光斑摆动与功率分布对焊缝成形的影响机制，模拟对比了施加等功率与功率分布2种工艺下的焊缝截面形貌、熔池动态行为及气孔形成过程。结果表明，与等功率焊接相比，施加功率分布焊缝成形更优，未出现咬边和烧穿等缺陷；由于功率分布的特点，有效缓和了熔池的平均流速，熔融金属呈现更为稳定的流动行为，进一步提高了匙孔的稳定性，并获得了深宽比较小的匙孔，有效降低了焊缝的孔隙率（0.9%）。

关键词：激光摆动焊接；功率分布；流体动力学；熔池动态行为

激光增材制造WCp钛基复合材料界面连接机理及力学性能/吴诚福，等.焊接学报，2023，44（3）：44-53.

摘要：颗粒增强金属基复合结构件在航空航天、机械制造以及电子电工等领域有着广泛的应有前景。文中选用激光增材选区熔化技术制备碳化钨（WC）颗粒增强TC4复合材料（WC/TC4），研究了WC颗粒含量和激光功率对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明，随着WC颗粒含量的增加，复合材料宏观试样成形能力降低，在WC颗粒含量为（0%～15%）时，WC颗粒分布较为均匀，未见微气孔、裂纹的出现，当颗粒含量为20%时，材料内部出现气孔和裂纹，难以成形；在WC/基体的界面处形成了一层TiC和W2C界面层，界面结合性能良好；随着复合材料内部颗粒含量和激光功率的增加，材料的断裂强度和断后伸长率降低，断裂机理主要为WC颗粒的脆性断裂和沿WC-W2C界面的层状撕裂。

关键词：激光选区熔化；WC/TC4复合材料；界面；断裂机理

钛合金激光填药芯焊丝接头组织性能/方乃文，等.焊接学报，2023，44（3）：61-69.

摘要：通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝，进行TC4钛合金板的焊接，对获得的焊接接头进行850℃保温2h后随炉冷却退火工艺处理，并与焊态焊接接头的组织性能进行比对分析，结果表明，热处理态焊接接头焊缝中由αp相、αs相集束及点状分布的残留β相构成，没有发现焊态焊缝中的α'马氏体组织；热处理态焊接接头强度降低但断后伸长率和常温冲击韧性增加；热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围，韧窝深且均匀，呈微孔聚合韧性断裂.通过XRD测试发现焊态焊缝中主要由α'马氏体组成，还有少量极弱的多角度α相衍射峰，而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α'马氏体一致，另外还发现了较为明显且尖锐的β相（110）衍射峰。

关键词：钛合金；激光填丝焊；组织性能

选区激光熔化316L扫描特征参数对表面形貌影响/朱春霞，等.焊接学报，2023，44（3）：114-121.

摘要：为研究不同扫描特征参数组合对选区激光熔化（selectivelasermelting，SLM）表面形貌的影响，以316L不锈钢粉末为例，进行介观尺度的单层双道数值模拟研究.基于离散元法建立单层的粉床数值模型.使用流体体积法对粉床受热部分粉末的熔化过程中的熔化、流动和凝固过程进行计算.考虑激光功率、扫描速度和扫描间距3个扫描特征参数，设计并进行正交试验，从熔道形貌特征和熔道宽度2个方面研究所选扫描特征参数对成形件表面的熔道形貌影响.依据数值模拟中的参数进行实际打印及形貌观察试验，验证数值模拟的有效性.结果表明，在313～500J/m的线能量密度和50～90μm的扫描间距范围内，可以得到平整连续局部缺陷少的熔道形貌，且该区间内的参数组合依次线性对应；对熔道形貌的完整性影响由大到小依次为扫描速度、扫描间距和激光功率。

关键词：选区激光熔化；熔道形貌；单层双道；数值模拟

2219-T651铝合金激光摆动焊接接头微观组织和力学性能/刘军，等.焊接学报，2023，44（4）：7-13.

摘要：采用激光摆动焊接技术对2219-T651铝合金进行了不同摆动幅度和频率下的焊接试验，研究了摆动工艺参数、焊缝气孔率和宏观成形、接头组织和性能之间的内在联系。结果表明，与无摆动焊接相比，激光摆动焊接可以降低焊缝气孔率，尤其随着摆动幅度的增加，当摆动幅度为2.5mm时，气孔率降至1.66%。与母材相比，热影响区和熔化区发生软化。靠近焊缝的热影响区，由于沉淀强化作用的变弱，硬度逐渐降低，直至出现“平台”。而由α（Al）基体以及枝晶间和晶界α（Al）+θ（Al2Cu）共晶相组成的熔化区，因铜的偏析导致固溶强化效果被削弱，表现出最低的硬度。此外，部分摆动参数下焊缝晶粒尺寸有所细化，这引起了其硬度的略微升高。当摆动频率为150Hz和摆动幅度为2.5mm时，接头的抗拉强度高达318MPa，约为母材抗拉强度的69.4%，接头抗拉强度与断口孔洞面积占比呈线性负相关关系，焊缝气孔率是影响焊态接头抗拉强度的主要因素。

关键词：2219铝合金；激光摆动焊接；焊缝气孔；微观组织；力学性能

UNSS32750超级双相不锈钢激光焊接头微观组织与耐蚀性能/张志强，等.焊接学报，2023，44（4）：14-20.

摘要：以UNSS32750超级双相不锈钢为研究对象，采用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电子探针显微分析仪对激光焊接头微观组织和元素分布进行表征，采用临界点蚀温度测试方法研究激光功率对激光焊接头点蚀行为的影响规律。结果表明，提高激光功率可显著增加焊缝中奥氏体含量，并且在一定程度上抑制Cr2N析出。此外，激光焊焊缝具有比母材更低的耐点蚀性能.但随着激光功率的增加，焊缝中耐蚀的奥氏体含量增加，同时降低了Cr2N析出倾向，因此其耐点蚀性能也逐渐增强。与双相钢母材相比，激光焊焊缝中Cr，Ni，Mo等合金元素在铁素体与奥氏体中的分配差异性显著减小，而N原子的分配差异性增加，因此焊缝中铁素体具有比奥氏体更低的耐点蚀指数，进而优先被选择性腐蚀.对于双相钢母材，点蚀主要发生在δ/γ相界和夹杂处，而激光焊焊缝的点蚀主要以铁素体内大量析出的Cr2N作为点蚀萌生位置，并向弱相铁素体内快速发展。

关键词：激光焊；超级双相不锈钢；微观组织；耐点蚀性能

纳秒激光直写表面辅助下紫铜的激光焊成形及接头组织和性能/周广涛，等.焊接学报，2023，44（4）：21-29.

摘要：针对紫铜激光焊高反射率问题，提出了一种纳秒激光直写表面辅助下紫铜激光焊方法。利用纳秒激光对紫铜待焊区表面进行激光直写，产生覆盖有纳米颗粒的周期微结构，提高吸收率从而实现激光焊。阐述了纳秒激光直写表面降反作用机理，研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响，对焊接接头的组织和力学性能进行了分析。结果表明，纳秒激光直写表面能够有效降低紫铜对激光的反射率；随着焊接激光功率增加，焊缝成形由宽而浅变为窄而深；焊缝区结晶以铜晶粒为晶核呈柱状晶生长，且柱状晶尾部呈弯曲状指向焊接方向，并非指向中截面生长，树枝状束粗细均匀；通过线扫描发现表面纳秒激光直写处理对紫铜焊缝冶金行为几乎没有影响，仅在距离焊缝表面53μm范围内存在少量O元素，而焊缝内部几乎没有氧等异质引入，均为紫铜的单相固溶体；接头的抗拉强度为母材的81.4%，焊缝中心硬度为65.8HV0.1，断口表现为延性断裂，焊缝保持一定塑性。

关键词：纳秒激光直写；激光吸收率；激光焊；焊缝成形

激光摆动焊接工艺参数对不锈钢焊缝成形与气孔率的影响/夏佩云，等.焊接学报，2023，44（4）：39-44.

摘要：采用激光摆动焊接实现了5mm厚1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接，获得成形良好、低气孔率的接头.分析了焊接速度、摆动幅值、摆动频率、摆动形式对焊缝成形和气孔率的影响，从匙孔、熔池流动、气泡逸出的角度揭示了工艺参数影响气孔率的主要机理。结果表明，对于5mm厚不锈钢激光摆动焊接，适当提高焊接速度和摆动幅值，更利于减小气孔率；激光摆动频率在100～300Hz可以兼顾较低气孔率和较好的焊缝成形；“8”形摆动激光可以获得相对较优的焊缝成形，焊缝气孔率最低，达到2.94%；而线性摆动激光获得焊缝成形最差，气孔率最高，达到19.13%。

关键词：激光摆动焊接；中厚不锈钢板；摆动参数；焊缝成形；气孔率

不锈钢薄板搭接激光软钎焊接头组织与性能/刘勇，等.焊接学报，2023，44（4）：45-49.

摘要：采用激光对304不锈钢薄板搭接缝进行软钎焊，并对钎缝组织与力学性能进行了研究。工艺试验结果表明，当激光束倾角为60°和离焦量为300mm时，能够有效降低激光束的热输入，实现304不锈钢薄板搭接缝的无变形钎焊，填缝深度可达5mm，钎缝外观成形光滑、饱满，颜色与母材相近，无需涂装。钎焊接头分为不锈钢母材区、钎缝区、不锈钢母材区3个区域，钎缝区和母材区的边界清晰且明显，钎缝组织连续致密，无气孔、裂纹等缺陷。钎缝显微组织主要由黑色固溶体相、大菱形块状白色相和短棒状白色相组成，分析认为3种相分别为锡基固溶体相、SnSb相和Cu6Sn5相。钎料和母材之间形成约1～2μm金属化合物FeSn2扩散层。钎缝的平均抗剪强度测试结果为39MPa，能够满足不锈钢薄板搭接缝的工程应用。

关键词：304不锈钢；激光软钎焊；微观组织；剪切性能

匙孔内光纤激光致喷发蒸汽对焊接过程的影响/孔华，等.焊接学报，2023，44（5）：20-26.

摘要：光纤激光深熔焊接羽辉由匙孔内激光致蒸汽喷发所致，对焊接过程存在严重的负面影响。文中通过改变匙孔内激光致蒸汽的喷发特征，研究羽辉对光纤激光深熔焊接过程的影响规律。结果表明，随着焊接速度的提高，沿焊接方向的匙孔口长度逐渐增大，匙孔前壁的倾斜角则逐渐减小。该现象导致孔内激光致喷发蒸汽的特征发生变化：底部摆动羽辉的喷发方向逐渐沿焊接反方向偏离激光束，狭长形羽辉的高度则逐渐降低直至消失；羽辉对焊接熔深的负面影响也逐渐减小直至消失，但飞溅数量逐渐增多，焊缝表面成形则逐渐恶化。进一步分析表明，匙孔前壁激光致蒸汽的喷发方向变化是底部摆动羽辉的喷发方向和狭长形羽辉高度均发生改变的主要原因；提高焊接速度可降低羽辉对焊接过程的负面影响，但匙孔前壁激光致蒸汽对匙孔后壁的冲击作用将导致孔口沿焊接方向的长度变大、飞溅增多、焊缝表面成形质量变差。

关键词：光纤激光；焊接速度；羽辉；蒸发蒸气；熔深

基于功率随动控制拐角激光焊接质量优化/姚良振，等.焊接学报，2023，44（5）：102-108.

摘要：针对拐角激光焊接存在的因加减速及光斑重叠引起的能量累积问题，提出一种基于时间和空间维度、同时考虑焊接比能量与能量密度分布的功率随动控制策略，控制拐角处的能量分布，优化拐角处的焊接质量。借助于MATLAB软件分析了拐角处的激光焊接热输入和能量密度分布，优化了激光功率和焊接速度之间的匹配关系。基于团队自主研发的激光振镜焊接控制系统，以3003铝合金为研究对象进行不同拐角条件下的拐角焊接质量优化试验。结果表明，采用基于时间和空间维度的功率随动控制策略可有效改善拐角处焊缝的表面形貌，保证焊缝的均匀性，同时，在不影响熔深质量的前提下，有利于抑制拐角处的缺陷生成，提高焊缝的整体质量。

关键词：激光焊接；焊缝拐角；能量分布；功率调控

CuCrZr/Inconel625异种材质合金管激光焊接工艺与接头界面组织性能/王徐建，等.焊接学报，2023，44（6）：35-40.

摘要：对CuCrZr与Inconel625异种材料合金管进行激光对焊试验，观察分析各组试样的接头形貌、微观组织、化学成分以及力学性能分析，试验结果表明，在1100～1300W的激光功率，+20mm的离焦量以及14.5mm/s的焊接速度，20L/min的99.9%Ar气保护时焊缝成形良好，可实现Inconel625/CuCrZr管的全位置焊接，焊缝内部缺陷较少，但随着焊接功率的增加焊缝下塌现象明显；Inconel625/CuCrZr焊缝与母材连接界面元素过渡明显，由于Ni元素，Cu元素互溶，在焊缝内部主要以富Ni的Ni/Cu固溶体存在，在激光焊接过程中CuCrZr母材受激光搅拌作用，有部分铜母材被“卷入”焊缝内，待工件冷却后保留在焊缝内部；Inconel625/CuCrZr管激光焊接接头抗拉强度较高，晶粒粗大的CuCrZr的热影响区位置是主要断裂位置，断裂形式以韧性断裂为主。

关键词：Inconel625；CuCrZr；异种材料合金管；激光焊接；界面组织；接头性能

激光螺旋点焊和电阻点焊DC06镀锌钢接头组织和性能/周斌，等.焊接学报，2023，44（6）：41-49.

摘要：对比研究了激光螺旋点焊和电阻点焊工艺对DC06镀锌钢接头成形、微观组织和力学性能（显微硬度和剪切性能）的影响规律。结果表明，两种工艺均能获得成形良好的焊接接头，激光螺旋焊接头微观组织主要为铁素体（F）和少量渗碳体（Fe3C）；电阻点焊接头微观组织主要为贝氏体（B）和铁素体（F）。由于内外散热不均匀，激光螺旋点焊熔核区中心形成不同硬度的等轴晶，周围为具有明显取向的柱状晶，硬度值为130～160HV10；电阻点焊熔核区冷速相近，无明显硬度梯度，硬度在190HV10左右。激光螺旋点焊拉剪承载载荷为10.14kN，比电阻点焊的8.82kN提升了13.02%。接头失效形式分析发现：激光螺旋点焊和电阻点焊的失效形式分别为撕出型和拔出型，激光螺旋点焊由于热影响区组织塑性较好，接头受到拉剪作用时更易产生大角度转动而吸收更多的能量，具有更好的力学表现。最后，还对搭接间隙和锌镀层对激光螺旋点焊接头力学性能的影响进行讨论。

关键词：镀锌钢板；激光螺旋点焊；电阻点焊；力学性能；可靠性

铝硅镀层热成形钢拼焊板箔材填充激光焊的组织与性能研究/林文虎，等.焊接学报，2023，44（6）：90-94.

摘要：铝硅镀层热成形钢是一种重要的汽车用先进高强钢，但在拼焊板制造过程中受到铝硅镀层的影响，焊接接头的性能远低于母材。文中选择了3种相同厚度不同箔材作为铝硅镀层热成形钢激光焊的填充材料，并经热成形工艺处理。通过比较焊接接头的微观组织、硬度分布、拉伸力学性能和断口形貌，阐明不同箔材填充激光焊的影响作用。结果表明，Ni箔和Cu箔都促进了焊缝板条马氏体比例的增加和δ铁素体比例的减少，但Cu箔填充接头的断口呈沿晶断裂，塑性远低于Ni箔，与Ni固溶增强增韧Fe基体有关。Fe箔在一定程度上产生稀释的作用，也提高了焊缝板条马氏体含量。

关键词：热成形钢；激光拼焊；填充

热输入对2219铝合金激光镜像焊接匙孔动态特征的影响/刘源，等.焊接学报，2023，44（6）：103-110.

摘要：针对2219铝合金激光镜像焊接过程，建立激光镜像焊接过程热-流耦合模型，对匙孔动态特征进行定量求解与分析。结果表明在激光镜像焊接过程中，两侧匙孔迅速耦合并保持小幅度波动。匙孔耦合前，两侧匙孔横截面面积差异较小，最多相差仅0.35mm2；匙孔耦合后，匙孔横截面面积持续增加，并于120ms后在一定范围内波动。热输入的增加会导致匙孔的耦合程度增大，并提高匙孔稳定性，其中激光功率对匙孔耦合区域影响较大，焊接速度对匙孔开口面积影响较大，基于上述规律总结出针对6mm厚2219铝合金镜像焊接试验的优化焊接工艺窗口。

关键词：激光镜像焊接；匙孔稳定性；铝合金；数值模拟；热输入

激光熔覆TC4/Inconel625/316L不锈钢梯度材料组织与性能/张敏，等.焊接学报，2023，44（7）：16-23.

摘要：为了提高不锈钢工件的综合性能，采用激光熔覆工艺在不锈钢上制备TC4熔覆层、Inconel625熔覆层作为过渡层，通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱仪、硬度计、摩擦磨损和电化学测试等研究了TC4熔覆层微观组织、显微硬度、电化学性能和摩擦磨损性能。结果表明，熔覆层成形质量良好且具有均匀致密的微观组织。熔覆过程中，由于元素扩散与高温作用发生的共晶反应，熔覆层中生成CrNi2和Ti2Ni增强相，大大提升了熔覆层的硬度与耐磨性；TC4熔覆层磨损机制主要为磨粒磨损与氧化磨损，耐磨性优于基体；TC4熔覆层的腐蚀电流密度小于基体，耐蚀性显著高于基体。

关键词：激光熔覆；增强相；共晶反应；摩擦磨损；耐蚀性

镍/铜箔回流焊与激光钎焊界面显微组织与性能/孙茜，等.焊接学报，2023，44（12）：35-40.

摘要：基于镍箔“桥”替代铝铜直接焊接的背景下，利用回流焊、半导体激光钎焊对镍铜箔片进行异质连接.对比分析了接头形貌及界面显微组织的形成机制，并对其力学性能进行评价。结果表明，两种焊接接头成形良好，且无焊接缺陷产生；激光钎焊焊缝内由锡的固溶体和具有等轴晶形态的Cu-Sn金属间化合物组成，而回流焊焊缝则为锡的固溶体；两种焊接接头铜-锡、镍-锡界面均呈现不同形貌，且铜-锡界面层厚度大于镍-锡界面层。回流焊在铜-锡界面处显微组织呈扇贝状分布，其组成为铜固溶体→Cu3Sn金属间化合物→Cu6Sn5金属间化合物；激光钎焊铜-锡界面处由多种Cu-Sn金属间化合物组成。在镍-锡界面处，回流焊呈现连续分布的（Cu，Ni）6Sn5金属间化合物，而激光钎焊则是由短棒状（Cu，Ni）3Sn4与条状（Cu，Ni）6Sn5组成，两种焊接接头最大剪切力可达320N以上，远高于实际生产要求。基于此研究结果，可进一步明确激光钎焊是替代镍/铜箔片回流焊连接的可行性技术。

关键词：回流焊；激光钎焊；锡钎料；金属间化合物

铺粉厚度对选区激光熔化GH3625组织与力学性能的影响/朱杰，等.焊接学报，2023，44（10）：12-17.

摘要：在不同铺粉厚度下使用相同的激光工艺参数制备GH3625合金，并对选区激光熔化GH3625的组织与力学性能的进行了分析。结果表明，在较大的工艺窗口内，铺粉厚度由0.02mm增加至0.03mm不会影响打印质量，并且在优化的工艺参数窗口下均能制备得到致密度99.9%以上的块体。铺粉厚度的增加会导致熔池形态发生改变，也会明显改变晶粒形态。当铺粉厚度为0.02mm时，晶粒多为细长形，平均晶粒尺寸约为18.128μm，晶粒有明显的择优取向。此时，相邻的熔池形态差别较大，呈现一道次较深较宽，另一道次较浅较窄的现象。而铺粉厚度增加至0.03mm后温度梯度差异减少，相邻熔池形态差别较小，组织中细长形晶粒减少，平均晶粒尺寸降低至11.921μm，晶粒的择优取向也相应减弱。由于晶粒形态的改变，在垂直方向上，铺粉厚度为0.03mm的样品的屈服强度相比于铺粉厚度为0.02mm的屈服强度提高了5%，有效抑制了打印态样品的各向异性程度。

关键词：选区激光熔化；铺粉厚度；微观组织；拉伸性能

增材制造和锻造TC11钛合金激光焊接头组织与力学性能/王猛，等.焊接学报，2023，44（10）：102-110.

摘要：采用增材制造方法制备航空航天大尺寸构件经常会受到加工效率、设备最大加工尺寸的限制，开发增材制造和焊接相结合的复合制造技术有望解决这一问题。因此，开展了增材制造和锻造TC11钛合金激光焊试验，研究了增材制造TC11（TC11-AM）/锻造TC11（TC11-R），TC11-AM/TC11-AM和TC11-R/TC11-R3种接头的焊接性，开展了焊接接头微观组织、硬度和拉伸试验，并观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明，3种接头的焊缝区均未发现明显的气孔缺陷。由于熔池温度梯度大、冷却速度快，焊缝组织均为内部布满α′马氏体相的粗大柱状晶粒。3种接头抗拉强度分别约为1575，1687MPa和1593MPa。TC11-R/TC11-R接头和TC11-AM/TC11-AM接头横截面显微硬度呈高斯分布，硬度值分别为445HV±31HV和424HV±6HV.由于接头不同区域的组织差异明显，TC11-AM/TC11-R接头显微硬度呈台阶状分布，硬度值为432HV±21HV。3种接头的拉伸试样均为韧性断裂，发现断裂面均有大量韧窝.通过对比接头的抗拉强度可知，TC11-AM/TC11-R接头和TC11-AM/TC11-AM接头具有良好的焊接性。

关键词：增材制造TC11合金；锻造TC11合金；激光焊；微观组织；力学性能

表面微结构对铝合金与PA66激光焊性能影响/张功达，等.焊接学报，2023，44（8）：28-33.

摘要：为提高金属与塑料的激光焊接头强度，提出了异种材料的微结构激光焊的方法。为探究表面微结构参数对金属与塑料激光焊头强度的影响，焊接前采用飞秒激光在金属表面制备了不同参数的微结构；采用拉伸剪切试验、连接界面以及断面微观观测等方式探究了微结构参数对焊接接头强度的影响机制。结果表明，金属与塑料的焊接接头强度与微结构的填充效果以及连接面积有关，随着微结构尺寸的增加，金属与塑料焊接接头强度增加，但过大的微结构尺寸会使得熔融塑料无法对微结构进行充分填充，未填充缺陷的出现会使焊接接头的强度减小；随着间隔距离的增加，微结构覆盖率下降，金属与塑料有效连接面积减少，焊接接头强度持续减小。

关键词：异种材料；激光焊；飞秒激光加工；微结构参数；焊接接头强度

激光熔覆工艺对高熵合金组织与性能影响/王永东，等.焊接学报，2023，44（8）：116-122.

摘要：为了探究激光熔覆工艺对高熵合金组织和性能的影响，使用激光熔覆技术在Q235基材表面制备不同熔覆工艺下的高熵合金涂层。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪等对高熵合金涂层进行显微组织形貌的观察及物相分析；利用显微硬度计、摩擦磨损试验机对涂层的硬度及耐磨性进行研究。结果表明，宏观形貌上，扫描速度一定时，激光功率增大，涂层宽度增加，涂层表面更加平整；激光功率一定时，扫描速度增加，熔覆层的宽度减小，相结构主要由体心立方（BCC）和面心立方（FCC）组成，扫描速度的增大或激光功率的降低，涂层中的晶粒变细小，且部分区域的胞状晶有向树枝晶生长的趋势，涂层硬度明显高于基材，最高可以达到553HV，耐磨性要优于基体。

关键词：激光熔覆；高熵合金；显微组织；耐磨性

Ti6Al4V合金低真空激光焊接头形貌特征分析/黄瑞生，等.焊接学报，2023，44（9）：24-29.

摘要：为了探究Ti6Al4V合金在低真空环境不同焊接参数下激光焊接头的形貌特征，在5Pa环境压力下对其进行非熔透焊接，分析了激光功率及离焦量对焊接接头形貌的影响规律，并对典型接头形貌的稳定性及形成区间进行分析。结果表明，低真空环境下激光焊工艺参数的宽范围改变均可以得到较为理想的焊接质量，焊缝熔深随输出功率的增加而近似线性增加，未发生常压气氛下万瓦级激光焊存在的若干缺陷问题。焊接接头的几何形貌特征可分为2种，线能量利用系数小于0.13或大于0.14时形成的U形形貌，以及线能量利用系数在0.13与0.14之间时形成的V形形貌。V形形貌匙孔维持稳定所需要的蒸气压力远大于U形，因此V形形貌匙孔较难维持准稳态，焊缝熔深波动较大，易在焊缝底部形成缺陷。

关键词：低真空激光焊接；钛合金；焊接接头形貌

激光金属沉积成形304不锈钢的疲劳断裂机理分析/黄伟波，等.焊接学报，2023，44（9）：67-73.

摘要：激光金属沉积是一种应用广泛的激光增材制造技术，文中对激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢进行疲劳试验，并对其疲劳断裂机理进行了分析。根据试验结果绘制激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的应力-寿命（S-N）曲线，结果表明，应力幅的大小对疲劳断口形貌有着至关重要的影响。应力幅越大，疲劳断口越粗糙，在较高的应力幅作用下，断裂试样表面存在随机分布的孔洞和裂纹，材料缺陷如氧化物夹杂和孔洞是导致疲劳裂纹萌生的主要原因，而在较大的应力幅（如275MPa）作用下，较大的局部塑性变形也是导致疲劳裂纹萌生原因之一，随着应力幅的增大，疲劳条带更加清晰，在较高的应力幅作用下，多个滑移系的相交导致疲劳条带不在同一平面内扩展，并且裂纹扩展区内出现轮胎压痕。随着应力幅的增大，由于疲劳裂纹扩展区内塑性变形量的增大导致疲劳裂纹扩展区中二次裂纹数量增加。

关键词：激光金属沉积；应力—寿命曲线；疲劳断裂机理

激光增材制造Ti6Al4V/NiTi仿生功能梯度材料的界面特征及性能/李星燃，等.焊接学报，2023，44（10）：27-33.

摘要：采用激光增材制造技术制备了组织致密且无缺陷的Ti6Al4V/NiTi仿生功能梯度材料（bionicfunctiongradedmaterials，BFGM），并对其界面微观结构、析出相特征和力学性能进行了研究。结果表明，Ti6Al4V/NiTiBFGM呈现由多种晶粒形貌和不规则异常共晶组织组成的非均匀组织，主要为富钛和富镍的固溶体以及（Ti，Ni）化合物。随着NiTi合金含量增加，不同沉积层中析出相的数量和形态发生了显著变化。BFGM的显微结构发生了一系列转变：α+β双相组织→柱状晶+不规则共晶结构→柱状晶→等轴晶→等轴晶+柱状晶。凝固过程中的相聚集、分离和偏析现象严重影响BFGM的力学性能，BFGM最大显微硬度为730.9HV，归因于脆性Ti2Ni相的存在。BFGM的抗拉强度为202MPa，断后伸长率为6.5%，显著高于直接连接的Ti6Al4V/NiTi异种材料。拉伸断口具有脆性断裂特征，多个次级裂纹沿晶扩展。

关键词：激光增材制造；功能梯度材料；异质金属材料；界面组织；力学性能

宽高比对激光熔覆道间熔合不良的影响机制及改善策略/杨高林，等.焊接学报，2023，44（10）：49-56.

摘要：熔合不良是激光熔覆的常见工艺缺陷，为了探索道间搭接时熔合不良的产生机制，设计了单道单层熔覆试验、多道单层熔覆试验、多道重熔试验以及单层尾道重熔试验，并进行了单道熔覆时温度场的模拟仿真。结果表明，熔合不良缺陷的产生机制是已沉积区域边缘靠上部分形状凸起，激光辐照其表面时散热较慢，较快熔化。边缘根部激光能量输入较低同时形状内凹，散热较快，较慢熔化，靠上凸起部分熔融液体翻出并越过根部和基材的熔化部分联通，导致熔覆层根部与激光隔绝形成了空隙，产生了熔合不良缺陷；为了减少这种熔合不良缺陷的产生，根据熔合不良的产生机制设计了倾斜熔覆头单层多道搭接试验，结果表明，倾斜熔覆头进行熔覆可以有效减少熔合不良缺陷的产生。

关键词：熔合不良；宽高比；激光熔覆；增材制造

送粉/送丝激光增材修复Inconel718高温合金V形槽/姚喆赫，等.焊接学报，2023，44（10）：71-78.

摘要：激光熔覆技术已广泛应用于关键部件的增材修复，其熔覆材料的输送主要采用送粉式或送丝式。为研究送粉式与送丝式激光修复对Inconel718高温合金修复质量的影响，结合数值模拟与试验研究对比分析了送粉与送丝方式对激光修复过程中V形槽温度场、熔池轮廓、修复区宏观形貌与微观组织的影响。结果表明，送粉与送丝激光修复V形槽熔池的激光能量吸收与传递关系不同；相比于送丝式，送粉式激光修复过程中的V形槽底部能量集中，导致修复区熔深增大45.5%；送粉式修复过程中粉末以固态及半固态形式冲击进入熔池，修复区表面粗糙度显著增加，同时送粉式修复区晶粒尺寸随修复深度减小逐渐增大，修复区中部区域晶粒取向差异明显。

关键词：送粉式；送丝式；激光增材修复；V形槽；温度场

激光焊接过程的熔池动态行为研究/彭进，等.焊接学报，2023，44（11）：1-7.

摘要：文中首先采用高速摄像在线监测系统对激光自熔焊、激光填丝焊熔池动态行为进行分析，并对焊缝成形进行对比分析，进一步采用数值模拟的方法对激光自熔焊、激光填丝焊填充金属作用下的焊接熔池动态行为进行对比分析.研究结果表明，激光自熔焊匙孔壁后方熔池表面附近出现由匙孔开口处向熔池尾部流动的情况，在匙孔开口后方出现了金属隆起，金属的隆起尺寸较大，激光自熔焊焊缝成形较差，表面有凹坑出现.激光填丝焊匙孔壁后方熔池表面出现由匙孔开口处向熔池尾部流动的情况，但在其下方出现由熔池尾部回流向匙孔的流动，虽然也会产生焊接飞溅，但焊接飞溅的尺寸相对较小，而且由于液态金属的填充作用，焊缝表面不易出现下凹的缺陷，焊缝成形良好.与激光自熔焊相比，液态熔滴进入熔池后，匙孔壁后方的熔体流动速度波动程度明显增大。

关键词：激光焊接；熔池；匙孔；数值模拟

碳纤维增强复合材料与6061铝合金激光连接仿真/徐良，等.焊接学报，2023，44（11）：42-51.

摘要：为研究碳纤维增强复合材料和铝合金搭接激光焊接过程的温度变化规律，文中以6061铝合金和碳纤维增强尼龙66复合材料（CF/PA66）为研究对象，建立了基于热传导的有限元模型，使用SYSWELD软件对两种材料搭接激光焊接过程进行数值模拟，并通过试验验证了模型的准确性；在此基础上研究了激光功率、焊接速度、搭接宽度、冷却条件、工装导热条件对接头温度场的影响规律；研究发现，CF/PA66树脂熔化区域随着激光功率的增大而增加，随冷却速度的增大而减小，同种工艺参数下材料搭接尺寸对界面树脂最大熔化宽度无影响，水冷条件能够显著降低CF/PA66树脂熔化量，导热材料热导率越大，对PA66树脂熔化量的降低作用越显著。

关键词：激光焊接；6061铝合金；碳纤维增强尼龙66复合材料；数值模拟

动力电池1060铝合金薄板可调环形光斑激光搭接焊工艺优化/宫照亮，等.焊接学报，2023，44（11）：67-79.

摘要：激光焊接为动力电池铝合金薄板焊接提供了有效技术手段，然而传统激光焊接工艺在高焊接速度要求下易产生飞溅、气孔等缺陷，影响构件的服役性能。文中开展可调环形光斑激光搭接焊工艺调控研究，阐明了中心-环形激光功率对焊缝成形的影响规律，在此基础上，确定了无飞溅、少气孔、大搭接面熔宽的高速稳定焊接工艺窗口。在上述工艺窗口范围内，以小熔深波动与大搭接面熔宽作为目标，基于Kriging模型与NSGA-Ⅱ遗传算法开展多目标工艺参数优化。经验证，在焊接速度70mm/s以上，焊缝成形质量进一步得到提升，搭接面熔宽提高8.89%、熔深波动小于10%、无明显成形缺陷。

关键词：动力电池铝合金薄板；可调环形光斑；高速激光搭接焊；工艺调控；多目标工艺参数优化

面向微流体器件封装的硅-蓝宝石异质结构超快激光微连接及接头性能/胡一帆，等.焊接学报，2023，44（12）：8-14.

摘要：微纳传感器件中异质材料的互连将决定器件封装的质量，进而影响器件的性能。针对硅与蓝宝石晶圆级异质互连，缺少操作简洁、绿色环保、适于大规模应用的连接技术，采用超快激光穿透连接技术，通过调整硅-蓝宝石晶圆间隙并控制能量输入，对硅与蓝宝石的连接可行性进行了探究。结果表明，在晶圆间隙小于1μm、激光功率7.5W试验条件下，异质接头处蓝宝石与硅发生相互融合，形成3μm尺寸范围的互锁结构；同时硬脆材料异质接头处易产生的孔隙裂纹等缺陷也得到了有效抑制，通过剪切试验测得接头强度达到2.9MPa。超快激光硅-蓝宝石异质结构的有效微连接，为大差异性硬脆材料的异质互连提供了研究基础，并在微流体器件封装中得到潜在应用。

关键词：超快激光；蓝宝石；硅；微连接；互锁结构

NiTi-Cu异种材料激光微连接机理及元素分布/柯文超，等.焊接学报，2023，44（12）：21-27.

摘要：为实现NiTi形状记忆合金电致热驱动的功能特性，采用激光微连接技术对NiTi丝和铜板异种材料进行焊接，并利用光学显微镜、能谱分析仪等手段分析连接界面的微观结构和元素分布。基于ANSYSFluent软件建立NiTi-Cu异种材料激光微连接三维计算流体力学仿真模型，分析了NiTi-Cu激光微连接过程中的温度场、流场演变和元素传输规律。结果表明，NiTi-Cu激光微连接过程主要分为激光在NiTi丝中的“钻孔”过程、对铜板的预热过程和在铜板中的“钻孔”过程。Ni，Ti，Cu元素混合主要发生于激光对铜板的“钻孔”过程中，元素在金属蒸气反冲压力和Marangoni涡流的驱动下相互混合，Cu元素进入熔池易形成低硬度的Cu-Ti金属间化合物，降低了脆性的Ni-Ti金属间化合物形成的可能性。试验和仿真结果吻合较好，为优化NiTi-Cu异种材料的激光微连接工艺提供了重要的理论支撑。

关键词：NiTi形状记忆合金；激光微链接；异种金属；计算流体力学；元素分布

蓝宝石与Invar合金超快激光选区微焊接接头组织和性能/蒋青，等.焊接学报，2023，44（12）：41-48.

摘要：采用飞秒激光选区微焊接技术制备了蓝宝石/Invar合金异质材料接头，研究了激光功率对接头密封性、宏微观形貌和剪切性能的影响。采用扫描电子显微镜、能谱分析仪和激光共聚焦显微镜等表征了接头界面焊接缺陷与元素分布的规律以及接头断裂行为。结果表明，蓝宝石和Invar合金分别经过非线性吸收和线性吸收作用，材料发生了熔化、混合和扩散，形成了犬牙交错的连接界面，说明界面存在着冶金结合和机械咬合双重作用。接头抗剪强度随激光功率单调增加，当激光功率为10.19W时，最大抗剪强度为145.3MPa。蓝宝石/Invar合金接头的断裂形式主要为解理性断裂，两侧断口均有Fe，Ni，Al和O元素，进一步说明了超快激光促进了两种材料在界面的冶金反应。

关键词：飞秒激光；蓝宝石；Invar合金；微焊接；选区连接

柔性铜-银复合薄膜的激光直写制备及其导热特性/姚煜，等.焊接学报，2023，44（12）：75-81.

摘要：随着柔性电子产品对高效热管理的需求不断增长，近年来制备高导电性柔性薄膜越来越受到人们的广泛关注。以聚酰亚胺（PI）为基底，采用激光直写技术制备铜（Cu）和铜-银（Cu-Ag）薄膜，并对制备的Cu-Ag薄膜进行了物相分析和结构表征。结果表明，铜纳米颗粒和银纳米线在激光辐照的作用下表面局部熔化，进而烧结；通过比较直写制备的铜薄膜和Cu-Ag薄膜在不同温度下7天内电阻的变化，得出银的引入提高了复合材料整体的抗氧化性；对Cu/PI和Cu-Ag/PI两种复合材料的热扩散系数和热导率进行测试，得出银的引入提高了复合薄膜的热导率，Cu-Ag/PI薄膜表现出比Cu/PI薄膜更好的热性能。为制备具有良好热稳定性的Cu/PI和Cu-Ag/PI复合材料提供了一种快速简便、经济节约的方法。

关键词：激光直写技术；Cu薄膜；Cu-Ag薄膜；热导率

超快激光加工二维材料研究进展/郭灵岚，等.焊接学报，2023，44（12）：97-105.

摘要：二维材料如石墨烯、六方氮化硼、过渡金属硫化物和黑磷，因其优异特性在科研和工业领域备受关注，在传感、催化、储能等领域具有巨大应用潜力。超快激光加工技术以其高精度和广泛的材料适应性，在二维材料的加工和器件制备中扮演着关键角色，实现了材料的无损或低损加工，在石墨烯的制备、还原氧化石墨烯、烧蚀和图案化转移等方面表现出优势.对于过渡金属硫化物和其它二维材料，超快激光同样能有效实现相变、剥离、减薄和表面沉积。超快激光与二维材料的相互作用为微纳电子学、光电子学等高科技领域的应用提供了新机遇，未来研究将聚焦于成本降低、量子器件性能提升和高性能微纳器件的开发。

关键词：超快激光；二维材料；微纳加工；加工工艺；纳米材料

电介质表面金属导线激光直写技术研究进展/崔梦雅，等.焊接学报，2023，44（12）：106-115.

摘要：电介质表面金属导线在微电子、光电子、机电系统等领域的需求极大。作为一种无掩膜柔性制造技术，激光直写可在多种电介质表面制造任意形状金属导线，近年来迅速发展。基于激光与材料相互作用的光化学和光热效应，电介质表面金属导线激光直写技术可分为光致化学还原金属离子、选择性激光烧结、激光诱导向前转移、激光加热还原金属离子等。文中详细介绍了几种金属导线激光直写技术的原理、特点以及最新研究进展，并对激光直写技术在金属导线的制造中的发展进行了总结和展望。

关键词：激光制造；激光直写；金属导线粉芯丝材激光增材制造Fe-xMn-6Si-9Cr-5Ni合金记忆性能/朱长顺，等.焊接学报，2023，44（7）：102-108.

摘要：为提升铁基记忆合金性能，控制增材制造过程中的元素烧损率，使用粉芯丝材激光定向能量沉积技术制备了不同锰含量Fe-xMn-6Si-9Cr-5Ni（x=14，17，20）合金。研究了在不同预变形量下合金的形状回复率和显微组织，进而探究了该合金记忆性能显著提高的机理。结果表明，粉芯丝材激光增材制造Fe-xMn-6Si-9Cr-5Ni合金，在增材制造过程中的元素烧损率仅为25.6%，在沉积态合金中产生了可提高合金记忆性能的降温马氏体。其中，锰的质量分数为17%的合金，在预变形量为4%和6%时的形状回复率分别达到75%（可回复变形量为3%）和63%（可回复变形量为3.78%）。

关键词：铁基记忆合金；激光增材制造；粉芯丝材；降温ε马氏体；记忆性能