1 哈尔滨工业大学，先进焊接与连接国家重点实验室，中国 哈尔滨 150001
2 哈工大郑州研究院，中国 郑州 450018
3 乌克兰国家科学院巴顿焊接研究所，乌克兰 基辅01030
为得到兼具结构可靠性和电磁功能匹配性的多晶钇铁石榴石型铁氧体(YIG)接头，设计并制备了铋硼镍铁四元玻璃钎料进行YIG铁氧体连接实验，分析了玻璃在铁氧体表面润湿性、接头典型组织、连接温度对接头微观组织及力学性能的影响。结果表明：玻璃钎料在YIG铁氧体表面润湿性良好；制备过程中融入玻璃钎料的Al3+部分取代NiFe2O4和YFe3B4O12中的Fe3+，由于Al3+半径更小，晶格畸变更小，使得NiFe2O4和YFe3B4O12的聚集生长得到促进；伴随温度升高，焊缝内细小的NiFe2O4颗粒向大尺寸块状组织转变，证明了高温可以促进NiFe2O4的聚集长大；YIG/玻璃/YIG接头具有较高的剪切强度，在750 ℃时达到最高强度71 MPa，此后随温度升高接头剪切强度下降，800 ℃时降至47 MPa。
多晶钇铁石榴石型铁氧体 磁性微晶玻璃 接头性能 微观组织 polycrystalline yttrium iron garnet ferrite magnetic microcrystalline glass mechanical properties microstructure
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 南京中科煜宸激光技术有限公司, 江苏 南京 210038
3 中车青岛四方机车车辆股份有限公司, 山东 青岛 266111
4 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
采用摆动光纤激光-CMT电弧复合焊接方式对高速列车用带锁底6A01-T5铝合金型材进行焊接工艺试验。采用优化的焊接参数得到了表面成形均匀、外观无缺陷的良好接头,并对接头进行了气孔分布特征、显微组织和力学性能试验。研究结果表明:摆动激光复合焊缝成形优良,内部横、纵截面上气孔率的平均值分别为0.63%、0.06%,且以形状规则、直径小于50.0 μm的圆形气孔为主,与光束不摆动时相比,焊缝内的工艺性气孔得到了明显抑制;焊缝中心为树枝晶组织,二次枝晶明显弱化;焊缝区和热影响区的硬度值低于母材,为软化区;复合焊接接头的极限疲劳强度为105.0 MPa,抗拉强度平均值为223.19 MPa,抗拉强度达到了母材的84.22%;接头拉伸断口呈韧窝状,具有典型的韧性断裂特征。
激光技术 摆动激光 复合焊接 6A01-T5铝合金 气孔 显微组织 接头性能
1 中车青岛四方机车车辆股份有限公司, 山东 青岛 266111
2 跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室, 北京 100124
3 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
采用光纤激光-冷金属过渡(CMT)焊、光纤激光-变极性钨极惰性气体保护(VPTIG)焊、光纤激光-熔化极惰性气体保护(MIG)焊三种复合焊接方法对带锁底结构的6106-T6铝合金型材进行焊接。采用优化后的焊接工艺参数,焊后得到了成形良好、无明显缺陷的复合焊接接头,研究了接头的显微组织、拉伸性能和疲劳性能,并分析了疲劳断裂机理及断口形貌。结果表明:激光-CMT和激光-VPTIG复合焊接接头中心由上至下等轴晶尺寸逐渐减小,激光-MIG复合焊接接头焊缝中心的晶粒较粗大,且上下部分等轴晶的尺寸变化不大;激光-CMT、激光-VPTIG、激光-MIG三种复合焊接接头的抗拉强度分别为213.0,198.0, 200.0 MPa,较母材均存在一定程度的强度损失,疲劳极限分别为105.00,100.83,113.50 MPa;疲劳断裂位置均在焊缝熔合线处的柱状晶区,断口均呈韧窝状,为典型的韧性断裂。
激光技术 冷金属过渡焊 变极性钨极惰性气体保护焊 熔化极惰性气体保护焊 6106-T6铝合金 显微组织 接头性能 中国激光
2019, 46(12): 1202004
长春理工大学机电工程学院, 吉林 长春 130022
以8 mm厚的高氮钢板为试验材料, 采用额定功率为4 kW的 Nd:YAG固体激光器对其进行了激光-电弧复合焊接, 研究了不同电弧能量对焊接接头性能的影响。研究表明, 随着电弧能量的增加, 焊接表面质量有所提高; 焊缝的熔深及熔宽随电弧能量的增加而增大, 且熔深较熔宽增加更明显, 热影响区范围随电弧能量增加而增大; 随着电弧能量的增加, 熔池熔滴过渡由滴状过渡转变为射流为主、射滴为辅的过渡形式; 焊接接头的硬度值随着电弧能量的增加呈整体下降趋势, 且造成硬度下降的原因是焊接接头的氮含量随热输入的增加而降低。
高氮钢 激光-电弧复合焊接 电弧能量 接头性能 high nitrogen steel laser-arc hybrid welding arc energy connector performance
针对1 mm厚TC4钛合金薄板进行光纤激光-钨极惰性气体保护焊(TIG)电弧复合焊接试验，研究了激光功率、电弧电流、热源间距、保护气成分等工艺参数对焊缝成形的影响，同时分析了焊接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明：随着电弧电流增加、主保护气中He气比例升高，焊缝的熔化量逐渐增加；随着激光功率和两热源间距的增加，焊缝熔化量呈波动性变化。焊缝咬边程度和复合热源的热输入有关，输入的能量越大越集中，焊缝咬边深度越小。焊接保护效果主要由电弧输入的热量决定，输入的热量越大，保护效果越差。在优化的工艺参数下，复合焊接的接头抗拉强度高于母材，延伸率低于母材，这与焊缝中马氏体组织的分布有关，拉伸断裂位于母材。
激光技术 光纤激光 复合焊接 TC4钛合金 焊缝成形 接头性能
南昌大学机电工程学院机器人及焊接自动化重点实验室, 江西 南昌 330031
介绍了激光焊接在铝钢异种合金焊接的优点, 分析了铝钢异种合金激光的焊接性及存在的主要问题, 就铝钢异种合金激光焊接的金属间化合物、焊接稳定性、接头缺陷等关键问题进行了系统地讨论, 以及国内外对上述问题的研究进展; 指出了铝钢激光焊仍存在的问题并进行了展望。
钢铝异种材料 激光焊接 金属间化合物 焊接稳定性 接头性能 aluminum and steel dissimilar materials laser welding intermetallic compounds welding stability joint properties
ZL114A铝合金具有良好的铸造性能并且可以进行热处理强化, 2219铝合金具有良好的常温、低温性能, 这两种铝合金都在航空航天领域具有广泛的应用。采用CO2激光器进行了ZL114A与2219异种铝合金带锁底对接接头激光焊接试验。焊后采用光学显微镜、显微硬度计以及拉伸试验机对焊缝接头的显微组织和力学性能进行分析。在焊缝区域中, 下部冷却速度较快, 晶粒较为细小。焊缝区晶粒较为细小, 焊缝内部显微硬度要高于两种母材。拉伸试验中接头断裂在较薄2219母材一侧。
激光焊接 异种铝合金 显微组织 接头性能 laser welding dissimilar aluminum alloys microstructure Joints properties
激光熔钎焊是利用两种合金熔点的差异，通过激光加热使低熔点材料（母材和填充材料）熔化，在接头界面与固态高熔点母材相互作用达到冶金结合的异种合金连接方法。按激光能量吸收机制对激光熔钎焊进行了分类，并结合所做工作，阐述了激光熔钎焊方法的发展及研究进展。
激光技术 异种合金 激光熔钎焊 分类 反应层 接头性能
1 广东技术师范学院 机电学院，广州 510635
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
3 华南理工大学 机械工程学院，广州 510641
为了研究汽车专用高强度镀锌钢板的CO2激光焊接性能，采用侧吹保护气体的方法，进行了大量的焊接试验，并对焊缝进行了显微组织分析和相关的机械性能试验。在试验的基础上，选择了焊接保护气体的种类，分析了热输入工艺参数对材料深熔焊接熔化特性的影响，解决了因锌的蒸发及环境中水分等因素的影响下，在激光焊接时焊缝中易于形成气孔的问题。结果表明，在侧吹保护气体的条件下，激光深熔焊接能有效地避免高强度镀锌钢热影响区的软化和控制焊缝气孔及焊接接头裂纹的产生。
激光技术 激光焊接 高强度镀锌钢 等离子体 接头性能 laser technique laser welding welding zinc coated high strength steel plasma joint performance
