1 上海海洋大学工程学院, 上海 201306
2 上海锐戎激光焊接技术有限公司, 上海 201306
针对3 mm厚的Ti75钛合金, 采用10 kW的连续光纤激光器对材料进行搭接试验, 研究不同工艺参数对焊缝成形的影响规律。通过调节两板间的预留间隙、激光功率、焊接速度以及离焦量来分析焊缝的氧化程度、下塌量、气孔状况和抗拉强度。最后基于焊缝的氧化程度、下榻量、气孔状况和抗拉强度评价焊接接头质量。结果表明, 搭接间隙在0.1～0.15 mm, 激光功率在3 000～3 100 W、焊接速度在0.04～0.045 m/s, 离焦量在-1～1 mm的工艺参数下, 试件氧化程度较低且焊缝成形连续美观, 气孔率较低, 此时的抗拉强度保持在720 MPa以上。通过调整激光功率、焊接速度和离焦量等激光焊工艺参数, 可以对焊缝成形进行有效控制, 提高焊接接头质量。
激光焊接 钛合金 焊接工艺参数 laser welding titanium alloy welding process parameters
北京航天新风机械设备有限责任公司, 北京 100074
研究了20#钢光纤激光焊接工艺对焊接质量的影响。研究发现, 随着激光功率的增加, 焊缝背面熔宽显著增加, 焊缝由钉形向近X形转变, 焊接过程中产生的飞溅增多; 随着焊接速度的增加, 焊缝变得“细小”, 焊缝正面咬边情况加重; 离焦量在－2～＋2 mm范围内变化对焊缝形貌和焊缝熔宽的影响不明显, 相较于在正离焦量和零离焦量下焊接, 负离焦量时焊接过程中产生的飞溅较多。在所有实验设定的参数范围内, 焊缝内部质量优良, 无气孔、裂纹等缺陷, 接头拉伸断裂位置均在母材, 焊缝强度能够得到保证; 焊缝区组织为板条状马氏体组织, 硬度在440 HV左右, 远高于母材(约160 HV)。
激光焊接 20#钢 焊接工艺参数 焊缝组织 laser welding 20 mild steel welding parameters microstructure
北京航天新风机械设备有限责任公司, 北京 100074
针对厚度为2.5 mm的TC4钛合金薄板, 开展了光纤激光平板对接焊接实验。实验结果表明, 在焊缝速度分别为1.8、2.4、3.0 m/min及3.6 m/min的条件下均可获得成形良好的焊接接头; 当焊接速度一定时, 随着激光功率的增加焊缝表面氧化程度增加, 满足焊缝成形良好的激光功率选择范围较小, 一般在300 W左右; 焊缝内部存在少量气孔缺陷, 气孔的数量随焊接速度的增加而减少; 焊缝力学性能优良, 拉伸试样均断裂于离焊缝中心较远的母材上。
激光焊接 焊缝成形 TC4钛合金 焊接工艺参数 laser welding weld joint forming TC4 titanium alloy welding parameters
实验上系统地研究了10 mm 厚GH909低膨胀高温合金窄间隙激光-熔化极气体保护焊(MIG)复合焊接过程中焊接参数对焊缝形貌的影响。结果表明，当采用10°坡口角度，0.7 mm 钝边宽度的坡口尺寸时，焊缝成形较优良；焊缝熔宽会随着焊接速度的增大而减小；光丝间距影响了两种热源的耦合机制，在本次试验条件下，实现最优激光-电弧协同效应的光丝间距为1 mm；适当地增大焊接间隙会提高焊缝的熔深。实验中，在优化的焊接工艺参数下获得了良好的，无明显缺陷的焊缝成形。靠近热影响区的焊缝晶粒垂直熔合线向焊缝中心生长，在焊缝中心相互接触抑制形成柱状晶间。
激光技术 激光-电弧复合焊 焊接工艺参数 焊缝形貌
1 中国钢研科技集团有限公司, 新冶高科技集团有限公司, 北京 100081
2 物质·材料研究机构, 筑波 305-0047 日本
3 中国钢研科技集团有限公司, 北京 100081
采用7 kW光纤激光器，研究了未熔透光纤激光焊接过程中工艺参数对熔深、气孔的影响，讨论了小孔深度与熔深的对应关系，并利用激光功率三角波脉冲的方法研究了功率调制对小孔型气孔的抑制作用。结果表明，激光焊接熔深与小孔深度基本一致。随着焊接速度的增大，焊缝熔深减小，气孔倾向降低。当离焦量为0时，焊缝熔深和气孔倾向最大；当焦点位置偏离工件表面时熔深和气孔倾向减小。在较宽的频率范围内（20~125 Hz），三角波调制激光功率有效地减少了光纤激光焊接小孔型气孔的产生，最佳频率为60 Hz。利用X射线透射成像系统分析了小孔行为，发现激光功率脉冲调制提高了小孔的稳定性，从而减小了气孔倾向。
激光技术 光纤激光焊接 焊接工艺参数 脉冲调制 熔深 气孔 中国激光
2013, 40(11): 1103004
为了揭示具有良好生物相容性的医用聚合物材料的连接、封装工艺, 采用激光透射焊接工艺, 对0.12 mm厚热塑性聚氨酯弹性体薄膜(TPU)进行激光焊接, 研究了激光器平均功率、焊接速度等主要工艺参数对焊缝质量的影响。结果表明, 使用Clearweld吸收剂, 焊缝颜色和母材颜色基本一致, 可实现透明对透明材料的无色焊接; 在焊接速度Ｖ＝100 mm/min, 激光器平均功率Ｐ从0.31 Ｗ增加到8.11 W时, 焊缝宽度从0.86 ｍｍ增加到4.10 ｍｍ, 在Ｐ大于2.3 Ｗ时, 焊缝处材料出现分解, 在Ｐ大于7.15 Ｗ时出现烧蚀。但在激光器平均功率Ｐ为0.60～5.89 Ｗ时, 焊缝剥离强度均大于1.3 N/mm。固定激光器平均功率,通过调整焊接速度, 可获得TPU激光透射焊接工艺参数窗口, 表明通过激光器平均功率和焊接速度的匹配, 在保证焊接质量的前提下, 能够为TPU薄膜激光透射焊接选取合理的工艺参数。
激光技术 激光透射焊接 热塑性聚氨酯弹性体 焊接工艺参数 焊接质量
1 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083北京航空制造工程研究所, 北京 100024
2 空军航空大学, 吉林 长春 130022
3 北京航空制造工程研究所, 北京 100024
4 北京科技大学材料科学与工程学院, 北京 100083
采用Nd:YAG连续激光器对2 mm厚NiTi形状记忆合金(SMA)进行激光焊接。研究了激光焊接过程中激光功率、焊接速度、离焦量、侧吹保护气流量等主要工艺参数对焊缝成形的影响。结果表明,激光功率、焊接速度、离焦量等工艺参数的合理匹配是实现NiTi合金良好焊缝成形的关键因素。线能量为59～75.6 J/mm时能获得最佳焊缝成形;离焦量在-2～3 mm时均能使厚度2 mm NiTi合金试件焊透,其中离焦量在0～1 mm可以得到最佳焊缝成形;当侧吹气流量为15～20 L/min时,气体保护效果和焊缝成形最好。通过大量工艺实验得到2 mm厚NiTi合金焊接速度与激光功率的不同匹配对焊缝成形影响的曲线,为NiTi合金焊接加工及工程应用提供参考。
激光技术 激光焊接 NiTi形状记忆合金 焊接工艺参数 焊缝成形
