1 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室, 湖南 长沙 410082
2 湖南大学激光研究所, 湖南 长沙 410082
3 大族激光科技产业集团股份有限公司, 广东 深圳 518103
第三代核电技术中, 堆内核心构件堆芯围筒的焊接制造技术是一个急需攻克的难题, 由于工件尺寸大, 尺寸精度要求高, 需探索采用万瓦级激光焊接一次成形技术, 此前这类产品的激光单道焊接在国内外尚无成功的案例。对万瓦级光纤激光深熔焊接厚板焊接缺陷的抑制方法进行了研究。结果表明, 离焦量是万瓦级光纤激光深熔焊接厚板过程中一个关键工艺参数。负离焦时, 匹配优化离焦量和焊接速度可以有效抑制缺陷获得成形良好的全熔透焊缝; 背保护气体不仅改善了焊缝下表面成形, 同时改善了焊缝上表面成形使整个焊缝截面呈“I”型; 侧吹气体射流辅助激光深熔焊接, 可以较好抑制钉子头焊缝和上表面飞溅的产生; 采用横焊焊接方位时, 可以有效抑制焊缝塌陷与底部驼峰的产生。成功实现了15 kW 光纤激光单面自熔焊接双面成形18 mm厚不锈钢, 并实际应用于焊接生产堆芯围筒。
激光深熔焊接 厚板 焊接缺陷 离焦量 焊接速度 laser deep penetration welding thick plate welding defects defocus amount welding speed
1 张家界航空工业职业技术学院 航空制造工程系, 张家界 427000
2 湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室, 长沙 410082
为了实现车用铝/钢异种金属良好连接, 采用光纤激光对车用铝合金与镀锌钢对接接头进行了激光深熔填丝钎焊工艺试验, 并对焊缝接头的成形、界面金属间化合物层, 以及力学性能进行了分析。结果表明, 铝合金一侧是激光深熔焊接接头, 而镀锌钢一侧是钎焊接头; 在镀锌钢与钎焊缝中间界面存在金属间化合物层, 厚度小于10μm; 金属间化合物主要为Al7.2Fe2Si和(Al,Si)13Fe4; 拉伸试样主要断裂于铝合金热影响区处, 平均抗拉强度为145MPa; 接头的断裂方式主要是韧窝断裂。
激光技术 激光深熔钎焊 铝合金 镀锌钢 金属间化合物 laser technique laser deep penetration welding-brazing aluminum alloy galvanized steel intermetallic composition
华中科技大学激光加工国家工程研究中心,湖北 武汉 430074
采用LSM240型全自动CO2激光焊接机焊接粉末材料,研究不同粉末材料产生等离子体所需的临界激光功率.粉末配方为:Fe粉+15%羟基Fe粉,Co粉,Ni粉+15%羟基Ni粉三种试样.研究结果表明,Fe,Co,Ni三种试样在CO2激光作用下产生金属蒸气时的临界激光功率密度IC为ICFe＞ICCo＞ICNi;等离子体得以有效控制的下限临界气流量QS为QFeS＜QCoS＜QNiS.
粉末冶金 激光深熔焊 临界激光功率密度 光致等离子体
1 哈尔滨工业大学,现代焊接生产技术国家重点实验室,哈尔滨,150001
2 哈尔滨焊接研究所,哈尔滨,150080
同轴信息监测是一种直接对熔池和小孔进行监测的方法.本文介绍了激光深熔焊接过程中,同轴信号的采集原理和光路设计,利用同轴信息采集光路的激光焊接镜头采集了大功率Nd:YAG激光焊接过程中辐射的同轴光信号.对Q235钢激光深熔焊接过程中,从焊接熔池和等离子体中辐射的同轴光谱曲线是以连续谱为背景谱,当焊接参数的变化时,同轴辐射光的相对光强发生变化,而其与波长的对应关系没有变化.在激光深熔点焊过程中同时采集了同轴和水平辐射的光强信息,对比发现二者具有不同的峰值波长,并且在550nm～580nm的波段内,二者的相对强度对比明显.
激光深熔焊接 同轴辐射光 焊接熔池 等离子体辐射光 Laser deep-penetration welding coaxial emission welding pool plasma
1 清华大学机械工程系, 北京 100084
2 北京钢铁研究总院, 北京 100081
激光焊接热循环对焊接接头的性能影响至关重要。考虑等离子体对工件表面的作用以及小孔内等离子体对激光能量的吸收,建立了点热源和逐渐衰减的线热源相叠加的数学模型, 其中对线热源采用了分层处理技术。利用模型对低碳钢的激光焊接进行了求解,并将计算与实测的结果进行了对比。计算与实测结果显示二者有较好的近似性。
激光深熔焊 热循环 热源模型 分层处理 温度检测
