1mm薄钢板激光焊接实验

在92年10月举行的一次学术讨论会上荷兰的生产与后勤研究所介绍了首批用激光焊接涂搪瓷钢板的研究成果。该研究的发起和用户是荷兰一家搪瓷厂。该所能为钢铁和搪瓷工业的用户代表出示加工件样品,充分说明,这种新

DC04薄钢板的脉冲激光焊接工艺研究

激光焊接装置的设计

1mm不锈钢板激光焊接数值模拟及接头性能研究

用nd:yag脉冲激光作为焊接热源,对殷钢材料invar36分别进行了平板单道焊接试验和对焊试验,分析了工艺参数(激光功率、焊接速度、脉冲宽度和离焦量)变化对焊缝的表面形貌、熔宽以及熔透性的影响。检测了0.85mm厚的殷钢薄板对焊接头的硬度、成分以及拉伸强度。结果表明:激光功率和脉宽是影响焊缝熔深、熔宽和热影响区面积的主要因素;扫描速度对焊缝表面的鱼鳞状条纹间距影响尤为明显;离焦量主要影响焊缝的宽度和熔透性;合理匹配工艺参数能够实现0.85mm厚度薄板的对焊,并且获得形貌良好的焊缝。焊缝的组织成分没有发生明显变化,拉伸强度和基体强度相当,显微硬度略低于基体硬度。

通过激光焊接可将不同材质、不同强度、不同表面处理的钢板焊接在一起,以满足零件不同部位性能的需要。采用激光焊接钢板可以减轻零件质量,节约生产费用,改善零件性能,从而提高钢板材料与轻金属和高分子材料的竞争力。介绍了激光焊接的设备与工艺、焊接钢板的性能与应用。

针对不锈钢薄板的激光焊接进行了研究,分析了激光工艺参数对超薄不锈钢板焊接质量的影响。结果表明,对于不锈钢薄板激光焊接,脉冲工作电流和脉冲宽度对焊缝成形影响很大。在合适的工艺参数下,超薄不锈钢薄板焊缝成形良好,焊接接头基本与母材等强。

采用连续激光焊接,焊接速度可以达到50～60mm/s,相对于脉冲激光焊接,生产效率上极具优势。采用波长为1070nm的光纤激光对厚度为0.1mm的304不锈钢超薄板进行连续激光搭接焊,研究了焊接功率、焊接速度和离焦量等焊接工艺参数对焊缝质量的影响规律。实验表明,焊接功率的增加会逐步增加焊缝的熔深和熔宽,当焊接功率达到160w时,焊缝在下层板的熔深陡然增大,出现了不锈钢超薄板的激光深熔焊;此外,相对于负离焦,正离焦更容易得到更深的熔深,但焊缝宽度会略有增加,采用+1mm的离焦量产生大熔深和窄焊宽,因此不锈钢超薄板激光焊接适宜采用正离焦。

针对超薄紫铜片的激光焊接工艺进行研究,分析了激光工艺参数对超薄紫铜片焊接的影响。结果表明,在合适的工艺参数下,超薄紫铜片焊缝成形良好,焊接接头基本与母材等强。对于薄板激光焊接,脉冲工作电流和脉冲频率对焊接成形影响很大。

大厚度不锈钢板的激光焊接

采用5kw高功率横流co2激光器加工系统对a3低碳厚钢板进行焊接试验,研究了工艺参数对激光深熔焊的焊缝的影响,并进一步进行了优化试验,对试样进行了拉伸试验、金相分析和显微硬度分析。

激光作为高能束和洁净热源在焊接中得到了越来越广泛的应用。船舶制造中的激光焊接技术也正得到广泛的研究并开始应用。利用15kw级co2激光对国产船用板ccs-b、sus304、a36以及ccs-a进行了对接接头和t形接头的激光焊接研究。在多种板厚条件下获得了良好的激光填丝和激光电弧复合焊接接头。通过宏观和显微金相分析比较ccs-b激光填丝焊和激光电弧复合焊接头焊缝截面形状和组织。通过成分分析,观察了在三种不同高功率激光焊方法(纯激光、激光填丝和激光复合)下焊缝中主要化学成分的含量变化。通过硬度测量、拉伸和弯曲试验测试分析了接头力学性能。

随着核电工业的发展,对厚板不锈钢的焊接要求越来越高,传统的弧焊方法效率低、变形大、组织粗大、抗核辐照性能差,难以满足使用要求。采用3500wslab及20kw快轴流co_2激光器,研究了厚板万瓦级激光自熔焊接、窄间隙激光填丝焊接及激光-钨极氩弧焊(tig)填丝复合焊接,实现了厚度超过10mm的不锈钢对接焊,并对接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,激光焊接可以获得焊缝成型良好,无气孔、裂纹等缺陷的焊接接头;焊缝组织细小,热影响区窄,接头显微组织和力学性能优良。

采用ipgylr-6000光纤激光器对宝钢生产的汽车用700mpa高强钢板进行了焊接试验,并对焊接样品的焊接区和母材进行显微组织分析,结果表明焊接区域经过激光快热快冷后形成均匀细小的等轴晶,平均晶粒尺寸较母材细小。对焊接后样品进行力学性能测试,试样的断裂位置为母材,表明焊接对母材的力学性能的影响不大,可以使用光纤激光实现车用高强钢的高质量焊接。

探讨了采用高功率nd∶yag连续激光器焊接8mm厚不锈钢板的工艺方法及工艺参数。实验结果表明,用氮气作为保护气体,在激光功率4000w,焊接速度05m/min,焦点位置在工件表面下2mm处时,即使两块厚不锈钢板之间有03mm间隙,且存在08mm的高度差,仍可获得满意的焊接效果。焊缝的硬度是母材硬度的2倍。

用nd…yag脉冲激光器对0.5mm厚tc4钛合金薄板进行了焊接实验。设计了与光路同轴的机器视觉系统,并利用高速电荷耦合器件(ccd)实时获取焊斑图像。通过采用辅助照明光源有效提高了焊斑成像质量。采用基于细胞神经网络的算法进行焊斑边缘提取。通过对焊斑图像的分析可以获得薄板穿孔或熔深不足的信息,以此作为反馈控制信号对脉冲激光功率进行实时调整。实验证明,该方法可有效减少薄板穿孔和熔深不足缺陷的发生,提高tc4钛合金薄板激光焊接的质量。

工艺试验的目的是寻求相对经济实用的铝合金激光焊接方法,为现代工业装配生产提供新的工艺思路,促进生产效率的提升和成本的降低。分析了铝合金激光焊接的工艺特性、技术难点和解决思路,记录利用300w激光对铝合金进行单光束焊接的有关参数和焊接效果,搭建双光束激光焊接试验平台,记录较高功率双光束和总量约500w激光分成双光束焊接试验过程及有关参数。进行了激光、氩弧混合焊接试验。对部分焊接样品进行了定量分析。经过分析研究,提出了铝合金激光焊接工艺改进意见。

本文将简单介绍激光焊接机理,分析和研究焊接变形产生危害及相关影响因素,并结合正交实验法提出避免焊接变形的对策。

激光焊接过程产生的焊斑熔深和热影响区宽度直接影响焊接质量。激光焊接过程复杂,影响因素众多,许多参数难以量化。本文以tc4钛合金薄板为实验样品进行脉冲激光焊接实验。利用两个径向基函数神经网络分别预测焊斑熔深和热影响区宽度。将上述两个径向基函数神经网络作为多目标优化算法的目标函数,以提高焊接熔深并减小热影响区宽度。通过模拟退火算法寻求多目标优化所得的非劣解集中的最优解。实验证明,该方法可有效平衡激光焊接过程的焊斑熔深和热影响区宽度。

美国海军金属加工中心和海军焊接中心等造船和科研机构新近开发成功一项激光焊接金属夹层复合板的新技术。因为先进的海军船只必须减轻重量、改善战斗效力和机动性。在制造和加工技未上的进步，使得激光焊接金属夹层复合板在海军船只上更加适用和经济可行。其设计就如同厚硬纸波纹板一样，由两块金属板与波纹状金属芯板通过激光焊接复合制成。

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薄钢板的激光焊接已经试验过。用搭接的形态对轧钢板和镀锌钢板两种材料作了焊接。本研究是企图降低多孔的严重程度并探讨搭接处锌蒸汽的来源。