1 河南机电职业学院,河南 郑州 451191
2 郑州大学,河南 郑州 450001
采用激光深熔焊方法对T2紫铜和SUS304不锈钢进行了焊接处理,研究了基于PLC控制的光束偏移对焊接接头显微组织和拉伸性能的影响。结果表明：不同光束偏移量的T2紫铜-SUS304不锈钢焊接接头的剖面形貌中均呈现铜侧平直、钢侧沙漏状形态；光束正偏移时焊缝较窄、负偏移时焊缝较宽；光束正偏移时的铜侧热影响区宽度明显大于光束负偏移（光束偏向钢侧）时,光束正偏移时钢侧熔合线附近的胞状枝晶较小且存在较多的颗粒状Cu2O相,光束负偏移时熔合线附近为明显垂直于焊缝生长的细长柱状晶以及靠近焊缝中心的网状胞晶,局部可见颗粒状Cu2O相；光束偏移0和+0.15 mm的焊接接头断裂位置在焊缝处,光束偏移+0.30 mm、-0.15 mm和-0.30 mm的焊接接头断裂位置都处于铜侧热影响区；光束偏移+0.3 mm时可以取得较好的焊接效果,焊接接头的拉伸断口形貌观察结果与拉伸测试结果相吻合。
T2紫铜 SUS304不锈钢 激光焊接 微观组织 性能 T2 copper SUS304 stainless steel laser welding microstructure property
1 浙江华电器材检测研究所有限公司，浙江 杭州 310015
2 武汉南瑞电力工程技术装备有限公司，湖北 武汉 430415
铜具有很高的热导率和激光反射率，在铜-钢激光焊接过程中铜侧易出现未熔合和咬边缺陷，针对这一问题，使用4 kW光纤激光器进行两种激光光束偏角下的T2紫铜和SUS304奥氏体不锈钢的激光焊接工艺研究，发现激光光束向钢侧偏转能显著增加铜的熔化量，进而抑制焊缝成形缺陷，促进焊缝组织混合，优化焊缝连接形式，并促使铜侧界面处成分平缓过渡，得到强度稳定的焊接接头。
激光光学 激光焊接 T2紫铜 SUS304 光束偏角 激光与光电子学进展
2021, 58(11): 1114004
武汉职业技术学院电子信息工程学院, 武汉 430074
针对电池连接片紫铜的焊接, 分别采用脉冲激光和连续光纤激光进行焊接实验。对脉冲激光焊接的工艺参数峰值功率、脉宽、离焦量进行正交实验, 得到最大的剪切力28 N。对连续光纤激光焊接的工艺参数激光功率、焊接速度、离焦量进行正交实验, 得到最大的剪切力58 N。对焊点外观分析, 结果表明脉冲激光焊缝内部有气孔产生, 连续光纤激光焊缝内部无气孔, 这有利于提高焊点的剪切力。
紫铜 激光焊接 正交实验 工艺参数 copper laser welding orthogonal experiments process parameter
河南师范大学物理与材料科学学院, 河南 新乡 453007
利用自行研制的双向反射分布函数(BRDF)测量装置测量了可见光波段紫铜表面的面内光谱BRDF。分析了波长、入射天顶角、表面粗糙度等因素对测量结果的影响。结果表明: (1)BRDF随波长的变化主要受样品表面颜色的影响, 与入射和反射角度无关; (2)入射天顶角对测量结果有明显的影响, 主要归结于角度因子和反射强度随入射天顶角的变化; (3)粗糙度对测量结果也有明显的影响, 随着粗糙度的增加, 样品在镜面反射方向的反射减弱, 在其它方向的反射增强。另外, 分别采用不同的分布函数对测量结果进行了拟合, 结果表明, 采用Lorentz分布能够得到更好的拟合结果。
光谱BRDF, 紫铜, 绝对测量方法, 粗糙度 spectral BRDF red copper absolute measuring method roughness
1 广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院) 广州 510650
2 广东省现代焊接技术重点实验室, 广州 510650
为了研究离焦量对5mm厚紫铜激光焊接焊缝成形的影响和组织特征及性能, 采用金相显微镜对焊缝组织及形貌进行分析, 并对接头进行了拉伸及电导率测试。结果表明, 在高离焦量绝对值时, 易出现飞溅并造成焊缝表面孔洞, 在离焦量0mm~-2mm范围内可获得成形良好的焊缝; 焊缝纵截面柱状晶与焊接方向的角度由两侧的90°逐步降低为中间的0°, 靠近焊缝上表面的柱状晶长度约为靠近下表面的柱状晶长度2.96倍, 热影响区晶粒发生粗化, 且离焦量+1mm对应的热影响区宽度最大; 焊透情况下的不同离焦量对应的接头拉伸强度相当, 可达母材的77.3%, 离焦量0mm~-1mm对应的接头延伸率略高于离焦量-1mm~-4mm对应的接头延伸率, 可达母材的54.9%; 焊缝的电导率与母材几乎一样。该研究有利于获得成形良好的紫铜激光焊接接头。
激光技术 激光焊接 紫铜 焊缝成形 显微组织 性能 laser technique laser welding copper weld formation microstructure properties
1 华侨大学机电及自动化学院, 福建 厦门 361021
2 北京工业大学北京市激光应用技术工程技术研究中心, 北京 100124
3 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
采用中间过渡层的新方法研究了黄铜焊接气孔的控制,对比分析了以紫铜为中间层的黄铜激光焊接和常规激光焊接获得的焊缝的气孔率,结果表明:在中间层条件下,焊缝表面和内部的气孔率均大幅降低;随着焊接速率增大,气孔率逐渐减小,当焊接速率为2.2 mm/s时,气孔率几乎为零;当焊接参数相同时,中间层条件下的焊缝气孔率仅为常规激光焊接的1/3,焊接接头的力学性能优于常规激光焊接。在焊缝成形良好的前提下,验证了采用紫铜为中间层的焊接方法控制黄铜激光焊接气孔缺陷的有效性。
激光技术 激光焊接 紫铜中间层 黄铜 焊接气孔
大族激光科技产业集团股份有限公司,广东 深圳 518057
介绍了绿光激光器的发展现状及应用前景,对绿光激光焊接工艺进行了研究,并与传统近红外激光焊进行对比。在不同激光峰值功率、脉冲宽度下,测试激光焊接紫铜的焊缝成型。结果表明,随着激光峰值功率、脉宽的增加,绿光激光焊接紫铜的焊缝熔深、熔宽随之增加。绿光激光焊接紫铜最大熔深0.5 mm,由于光斑较小,更适合0.2 mm紫铜搭接焊。相比传统近红外激光焊接,绿光激光焊接焊点一致性良好、表面光滑美观、无飞溅。
绿光激光 激光焊接 紫铜焊接 green laser laser welding copper welding
广东省现代焊接技术重点实验室 广东省焊接技术研究所(广东省中乌研究院), 广东 广州510650
采用碟片激光器对5 mm厚紫铜进行激光焊接, 研究了激光焊接过程中的激光功率对焊缝成形的影响, 并研究焊接接头组织特征及力学性能。结果表明, 在激光功率4.5～9.5 kW范围内, 焊缝熔深与激光功率几乎呈线性关系; 高功率可显著减少焊接过程的飞溅及表面孔洞, 未焊透的焊缝飞溅及表面孔洞多于焊透的焊缝。焊透的焊缝横截面形貌为I型形貌, 焊缝横截面左右两侧显微组织为水平方向的柱状晶, 越靠近焊缝中间的柱状晶长度越短, 而焊缝中间显微组织为平行于厚度方向的柱状晶。接头拉伸断裂于焊缝处, 焊接接头的抗拉强度和延伸率较母材发生显著降低, 焊接接头的拉伸强度为母材的77.3%, 延伸率为母材的41.8%。
激光焊接 紫铜 焊缝成形 显微组织 力学性能 laser welding copper weld formation microstructure mechanical properties
1 华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
2 恩耐激光技术(上海)有限公司, 上海 201203
采用波长为1070 nm的光纤激光, 对厚度均为0.2 mm的304不锈钢和T2紫铜超薄板进行了激光搭接焊。采用钢-铜-钢三层搭接方法时, 能得到良好的焊缝和较宽的工艺窗口。焊缝显微结构呈现出与焊缝边缘平行的黑色层状花纹。能谱分析结果表明, 焊缝下部的铜含量高于上部的。显微硬度测试结果表明, 接头硬度最低区域为铜层热影响区, 单侧热影响区的宽度在1 mm左右。拉伸试验结果显示, 断裂位置处于铜层热影响区, 其最大拉伸强度为213 MPa。
激光技术 激光焊接 超薄板焊接 异种金属 304不锈钢 T2紫铜
