DC04薄鋼板脈沖激光焊接工藝

1mm薄鋼板激光焊接實(shí)驗(yàn)研究_孫同坤

為了能用波長(zhǎng)為1.06μm的nd:yag激光器對(duì)高反射率的h62黃銅進(jìn)行激光焊接,通過理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證,合理地設(shè)置脈沖激光的峰值功率、單脈沖能量、頻率、脈寬、脈沖波形、焊接速度、離焦量等參數(shù),成功地對(duì)h62黃銅進(jìn)行了脈沖激光焊接.結(jié)果表明,在用hwlw-300a型激光焊接設(shè)備對(duì)兩塊厚度為x(mm)的h62黃銅進(jìn)行對(duì)接焊時(shí),選用單脈沖激光能量約為10.x(j/mm)左右,快速上升、緩慢下降的脈沖波形,在負(fù)離焦2mm的情況下,并使激光光斑直徑d、脈沖激光頻率f和焊接速度v之間滿足f.d=(1.2～1.4).v時(shí),能成功地進(jìn)行激光焊接.

介紹了目前國(guó)內(nèi)金屬包裝三片罐的焊接工藝,以及激光焊接技術(shù)應(yīng)用于金屬材料加工的優(yōu)勢(shì)。通過對(duì)鍍鉻薄壁金屬包裝材料的激光切割實(shí)驗(yàn)、激光焊接實(shí)驗(yàn)、拉伸實(shí)驗(yàn),確定了特定厚度鍍鉻板的激光焊接工藝參數(shù),提出了鍍鉻薄板激光焊接的發(fā)展方向。

塑料激光焊接工藝 1．激光的波長(zhǎng) 在金屬材料的激光焊接工藝中，一般采用yag或者co2激光作為光源，塑料焊接也不例外。隨著半導(dǎo)體材料工 業(yè)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體激光作為光源也漸漸得到了應(yīng)用。 三者之中，由于易于獲得較大功率，前兩者在傳統(tǒng)的材料加工工業(yè)中的使用較為普遍；而由于塑料激光焊接對(duì)光源 功率大小要求不高，但對(duì)可控性和易操作性要求較高，因此半導(dǎo)體激光在塑料焊接中也很有用武之地。 co2、nd:yag和半導(dǎo)體激光三種光源的波長(zhǎng)、最大功率、最小聚焦直徑等參數(shù)的典型值如下所列： 1．co2激光：波長(zhǎng)較長(zhǎng)，為10.6微米，屬遠(yuǎn)紅外波段，一般情況下塑料材料對(duì)這一波長(zhǎng)的吸收情況好。目前最 大輸出功率達(dá)50kw，轉(zhuǎn)化效率約10％，最小聚焦直徑約0.2～0.7mm。焊接塑料時(shí)熱作用區(qū)深度較深，適合于需 要焊接較厚的塑料材料。co2激光不能用光纖傳輸，只能$&*透鏡

激光焊接工藝的質(zhì)量控制 摘要：激光是輻射的受激發(fā)射光放大的簡(jiǎn)稱，由于其獨(dú)有的高亮度、高方向性、高單色性、 高相干性，自誕生以來，其在工業(yè)加工中的應(yīng)用十分廣泛，成為未來制造系統(tǒng)共同的加工手 段。用激光焊接加工是利用高輻射強(qiáng)度的激光束，激光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦后，其激光焦點(diǎn) 的功率密度為104~107w/cm2，加工工件置于激光焦點(diǎn)附近進(jìn)行加熱熔化，熔化現(xiàn)象能否產(chǎn) 生和產(chǎn)生的強(qiáng)弱程度主要取決于激光作用材料表面的時(shí)間、功率密度和峰值功率?？刂粕鲜鯸n各參數(shù)就可利用激光進(jìn)行各種不同的焊接加工。這種焊接工藝在未來工業(yè)事業(yè)中將會(huì)得到廣 泛的應(yīng)用與研究。 關(guān)鍵詞：激光焊接工藝質(zhì)量 0引言 激光焊接與傳統(tǒng)的焊接方法相比，激光焊接尚存在設(shè)備昂貴，一次性投資大，技術(shù)要求 高的問題，使得激光焊接在我國(guó)的工業(yè)應(yīng)用還相當(dāng)有限，但激光焊接生產(chǎn)效率高和易實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)控制的特

激光可以用于對(duì)很多材料的焊接，碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、不銹鋼、鋁合金和鈦合金等都可以用激光進(jìn)行焊接。一般來說，激光焊接的速度跟激光功率成正比，也受到工件的材料類型和厚度的影響。激光焊接的應(yīng)用也隨著激光焊接技術(shù)的發(fā)展而日趨廣泛，目前已涉及航空航天、武器制造、船舶制造、汽車制造、壓力容器制造、民用及醫(yī)用等多個(gè)領(lǐng)域。本文概括介紹激光焊接的原理、分類、優(yōu)點(diǎn)及其存在的問題，為激光焊接的深入研究提供幫助。

通過對(duì)tc4板材進(jìn)行兩種t型接頭的激光焊接試驗(yàn),分析了酸洗、焊接環(huán)境及焊后修復(fù)對(duì)鈦合金激光焊接接頭質(zhì)量的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鈦合金激光焊具有較強(qiáng)的氣孔傾向,酸洗及焊后重熔并未明顯改善接頭氣孔的情況,但氣孔數(shù)量對(duì)濕度的變化較為敏感。不同焊接試驗(yàn)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明,雖然接頭存在大量氣孔,但只有位于上下兩側(cè)板材的貼合面處的這一小部分氣孔才會(huì)造成受力面積的減小,因此接頭整體仍具有較高的抗剪力。

采用5kw三折腔橫流co2激光器對(duì)5mm、6mm厚的a3鋼板進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn),主要研究了焊接功率、速度、離焦量以及側(cè)吹氣流量對(duì)焊接深度和焊縫寬度的影響,并對(duì)焊接樣品進(jìn)行金相分析和顯微硬度分析

激光焊、激光填絲焊以及激光復(fù)合焊技術(shù)日趨成熟,并被一些著名船廠應(yīng)用到生產(chǎn)上。我國(guó)造船業(yè)的激光應(yīng)用研究正處于起步階段。ccs-b是我國(guó)相當(dāng)普遍的一種船用低碳鋼,通常采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行焊接。采用以上的激光焊接工藝對(duì)ccs-b進(jìn)行堆焊和對(duì)接焊,對(duì)它們宏觀焊縫的差異進(jìn)行分析,對(duì)相應(yīng)焊縫金屬的微觀組織進(jìn)行觀察和分析。焊接金屬的合金成分會(huì)影響其微觀組織的形成,采用icp-aes法對(duì)不同激光焊接工藝下的焊縫金屬成分進(jìn)行了檢測(cè)分析。同時(shí)對(duì)接頭截面的硬度進(jìn)行了測(cè)試。

研究了三層鍍鋅鋼板的激光焊接工藝,討論了三層板的厚度組合、間隙組合、重力和焊接速度等因素的影響作用。試驗(yàn)分析表明,采用合適的工藝可以得到較好的焊接效果。

在92年10月舉行的一次學(xué)術(shù)討論會(huì)上荷蘭的生產(chǎn)與后勤研究所介紹了首批用激光焊接涂搪瓷鋼板的研究成果。該研究的發(fā)起和用戶是荷蘭一家搪瓷廠。該所能為鋼鐵和搪瓷工業(yè)的用戶代表出示加工件樣品,充分說明,這種新

采用微型脈沖激光實(shí)現(xiàn)了0.2mm厚321不銹鋼片的對(duì)接焊,并通過正交優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,研究了工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭微觀形貌及組織的影響。結(jié)果表明,焊接接頭獲得最大抗拉力的最優(yōu)工藝參數(shù)是脈沖功率百分比為15、脈沖頻率為5hz、脈沖寬度為2.1ms,此時(shí)焊接接頭的承載能力達(dá)到母材的95%。當(dāng)微激光焊的脈沖能量過大時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量的積累、導(dǎo)致焊縫發(fā)生燒穿,當(dāng)脈沖寬度較小時(shí)激光脈沖的熔透能力較弱、導(dǎo)致焊縫未焊透,這兩者都會(huì)導(dǎo)致焊接接頭的承載能力較差。承載能力較高的焊接接頭其顯微組織由焊縫中心區(qū)的等軸晶和焊縫邊緣細(xì)小的柱狀晶組成。

采用固體脈沖激光作為焊接熱源,對(duì)0.8mm厚的eddq級(jí)冷軋板dc06進(jìn)行焊接,通過調(diào)整工藝參數(shù)對(duì)焊接接頭表面形貌、力學(xué)性能和顯微組織進(jìn)行研究。結(jié)果表明,當(dāng)電壓260v、頻率20hz、脈寬10ms、焊接速度325mm/min時(shí)獲得的焊接接頭成形性能良好,力學(xué)性能優(yōu)于母材;焊縫中心顯微組織為細(xì)小鐵素體和粒狀貝氏體。

通過對(duì)法蘭焊接坡口、工裝夾具的合理設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的優(yōu)化選取,成功完成了法蘭變送器超薄膜片的激光焊接工藝研發(fā)。此工藝對(duì)同類儀表制造的焊接過程具有較高的參考價(jià)值。

鍍鋅板激光焊接工藝及鋅行為研究_熊建鋼

研究小尺寸不銹鋼片脈沖激光焊接的特點(diǎn),著重分析焊接參數(shù)對(duì)焊縫熔透狀況和焊縫寬度的影響。實(shí)驗(yàn)表明,隨著脈寬增大,激光功率密度的熔透閾值減小,平均功率的熔透閾值線性增加;但是功率密度不能無限減小,為了保證熔透它必須在某一極限值以上。影響焊縫寬度的主要是激光功率密度、脈沖寬度和脈沖頻率這三個(gè)參數(shù)。本文為散熱條件受限的小尺寸工件精密激光焊接提供了有益的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也為加工過程的數(shù)值模擬分析提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

激光焊接裝置的設(shè)計(jì)

激光焊接是目前應(yīng)用較廣的激光焊接技術(shù),對(duì)于薄板焊接時(shí)激光深熔焊接的焊接深熔比可以達(dá)到2:1,其焊接強(qiáng)度和穩(wěn)定都優(yōu)于傳統(tǒng)焊接。本文采用yag激光器對(duì)2mm厚的0gr18ni9進(jìn)行焊接試驗(yàn),測(cè)量焊接的熔深和熔寬,并采用正交試驗(yàn)法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,分析激光參數(shù)對(duì)焊縫的影響,通過顯微硬度測(cè)試分析焊接接頭的硬度,為激光焊接工藝參數(shù)選擇提供可靠的依據(jù)。

采用光纖激光焊接amca403鎂合金。分析了焊接接頭的微觀組織、硬度變化及不同焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律及機(jī)理。結(jié)果表明:光纖激光焊接amca403鎂合金,能夠得到無明顯缺陷的焊接接頭。試驗(yàn)中出現(xiàn)了熱導(dǎo)焊和深熔焊兩種焊接模式。在一定參數(shù)范圍內(nèi)熱輸入是影響焊接模式和焊縫形狀的主要因素。焊縫區(qū)晶粒比母材細(xì)化,顯微硬度明顯提高。同一功率下,隨焊接速度提高,焊縫晶粒減小,硬度增大。

用nd:yag脈沖激光作為焊接熱源,對(duì)殷鋼材料invar36分別進(jìn)行了平板單道焊接試驗(yàn)和對(duì)焊試驗(yàn),分析了工藝參數(shù)(激光功率、焊接速度、脈沖寬度和離焦量)變化對(duì)焊縫的表面形貌、熔寬以及熔透性的影響。檢測(cè)了0.85mm厚的殷鋼薄板對(duì)焊接頭的硬度、成分以及拉伸強(qiáng)度。結(jié)果表明:激光功率和脈寬是影響焊縫熔深、熔寬和熱影響區(qū)面積的主要因素;掃描速度對(duì)焊縫表面的魚鱗狀條紋間距影響尤為明顯;離焦量主要影響焊縫的寬度和熔透性;合理匹配工藝參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)0.85mm厚度薄板的對(duì)焊,并且獲得形貌良好的焊縫。焊縫的組織成分沒有發(fā)生明顯變化,拉伸強(qiáng)度和基體強(qiáng)度相當(dāng),顯微硬度略低于基體硬度。

大厚度不銹鋼板的激光焊接

采用5kw高功率橫流co2激光器加工系統(tǒng)對(duì)a3低碳厚鋼板進(jìn)行焊接試驗(yàn),研究了工藝參數(shù)對(duì)激光深熔焊的焊縫的影響,并進(jìn)一步進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn),對(duì)試樣進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)、金相分析和顯微硬度分析。