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光纤激光焊接5052铝合金镁元素烧损研究 被引量：11
1
作者 张宏圭 金湘中 +2 位作者 陈根余 张明军 邹宇峰 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期713-718,共6页
为了研究铝合金激光焊接过程中镁元素的蒸发烧损,采用特殊设计的实验装置采集了激光深熔焊接5052铝合金过程中孔内等离子体的光谱信号,并用电子探针显微分析仪检测了焊缝中的镁元素。发现激光焊接工艺参量对工件表面的镁元素等离子体信... 为了研究铝合金激光焊接过程中镁元素的蒸发烧损,采用特殊设计的实验装置采集了激光深熔焊接5052铝合金过程中孔内等离子体的光谱信号,并用电子探针显微分析仪检测了焊缝中的镁元素。发现激光焊接工艺参量对工件表面的镁元素等离子体信号强度的影响很大,小孔中各位置的光谱强度是变化的,在小孔的径向方向MgⅠ的相对强度逐渐减小,而在小孔的深度方向先增加后降低;焊缝区镁元素含量的变化趋势与光谱强度的变化趋势相反。结果表明,采用光谱仪能够监测激光焊接铝合金过程中镁元素的烧损;小孔中不同位置处镁元素的烧损主要由各位置吸收的激光能量决定,材料吸收的激光能量越高,镁元素的烧损越大。 展开更多
关键词 激光技术 镁元素烧损 激光焊接 铝合金 光谱信号
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钢/铝异种金属光纤激光焊接数值模拟 被引量：16
2
作者 杨洪亮 金湘中 +2 位作者 修腾飞 费鑫江 叶颖 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期606-609,共4页
为了研究钢/铝异种金属激光深熔焊接的温度分布情况,采用有限元ANSYS软件建立了钢/铝异种金属激光对接焊的数学模型,对焊接温度场进行了模拟。通过计算模拟得到了不同时刻的温度场分布云图、试件表面节点的热循环曲线以及焊接速率对温... 为了研究钢/铝异种金属激光深熔焊接的温度分布情况,采用有限元ANSYS软件建立了钢/铝异种金属激光对接焊的数学模型,对焊接温度场进行了模拟。通过计算模拟得到了不同时刻的温度场分布云图、试件表面节点的热循环曲线以及焊接速率对温度场变化的影响,并与实际焊接试验结果进行了对比。结果表明,焊接温度场呈非对称分布,钢一侧的温度梯度大于铝合金一侧的温度梯度;随着焊接速率的增大,热源中心的最高温度会逐渐降低,焊接熔池的熔宽也会随之逐渐变小。模拟的焊缝形状与实际焊接实验得到的焊缝截面的熔合线基本一致,熔池熔宽的模拟结果与实验结果误差在5%以内,验证了模拟结果的准确性。 展开更多
关键词 激光技术 激光焊接 温度场 数值模拟 钢/铝异种金属
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填镁改善5052铝合金激光焊接接头机械性能研究 被引量：5
3
作者 邹宇峰 金湘中 +2 位作者 何依宁 张宏圭 杨洪亮 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期712-717,共6页
在铝合金激光搭接焊中,镁元素烧损将大大降低焊缝的抗拉强度。为了消除铝合金激光搭接焊中镁元素的烧损对焊接接头的负面影响,采用在铝合金激光焊接接头中填加镁粉的方法,研究焊接速率对镁元素烧损的影响。实验中,测量了焊缝中镁元素在... 在铝合金激光搭接焊中,镁元素烧损将大大降低焊缝的抗拉强度。为了消除铝合金激光搭接焊中镁元素的烧损对焊接接头的负面影响,采用在铝合金激光焊接接头中填加镁粉的方法,研究焊接速率对镁元素烧损的影响。实验中,测量了焊缝中镁元素在垂直和水平方向的分布,并对焊接接头抗拉强度进行了测试;分析了焊接接头中镁含量和抗拉强度之间的关系,比较了填镁量不同时各焊接接头的抗拉强度。结果表明,镁元素的烧损极大地影响了焊缝的抗拉强度,在激光焊接中填镁能有效地提高焊缝的抗拉强度;相比没填镁,填镁的焊接接头抗拉强度最大改善可以达到36.06%;当焊缝中镁元素的质量分数大约是0.026时,抗拉强度强度达到最大值。这为改善铝合金激光焊接接头强度提供了新的理论依据和方法。 展开更多
关键词 激光技术 抗拉强度 填镁 铝合金
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激光深熔钎焊车用铝/钢异种金属试验研究 被引量：2
4
作者 宋新华 金湘中 +3 位作者 袁江 张明军 宋斌 冯斌华 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期342-346,共5页
为了实现车用铝/钢异种金属良好连接,采用光纤激光对车用铝合金与镀锌钢对接接头进行了激光深熔填丝钎焊工艺试验,并对焊缝接头的成形、界面金属间化合物层,以及力学性能进行了分析。结果表明,铝合金一侧是激光深熔焊接接头,而镀锌钢一... 为了实现车用铝/钢异种金属良好连接,采用光纤激光对车用铝合金与镀锌钢对接接头进行了激光深熔填丝钎焊工艺试验,并对焊缝接头的成形、界面金属间化合物层,以及力学性能进行了分析。结果表明,铝合金一侧是激光深熔焊接接头,而镀锌钢一侧是钎焊接头;在镀锌钢与钎焊缝中间界面存在金属间化合物层,厚度小于10μm;金属间化合物主要为Al7.2Fe2Si和(Al,Si)13Fe4;拉伸试样主要断裂于铝合金热影响区处,平均抗拉强度为145MPa;接头的断裂方式主要是韧窝断裂。 展开更多
关键词 激光技术 激光深熔钎焊 铝合金 镀锌钢 金属间化合物
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激光深熔焊接小孔孔壁上的反射吸收研究 被引量：2
5
作者 金湘中 鄢锉 《天津工业大学学报》 CAS 2003年第5期5-8,共4页
在假设小孔为圆柱形的基础上,通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹,对激光深熔焊接过程中小孔孔壁上的反射吸收进行了研究,计算了小孔孔壁上吸收的激光功率密度,分析研究了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及小孔直径等因素对孔壁... 在假设小孔为圆柱形的基础上,通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹,对激光深熔焊接过程中小孔孔壁上的反射吸收进行了研究,计算了小孔孔壁上吸收的激光功率密度,分析研究了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及小孔直径等因素对孔壁上的激光功率密度分布的影响.最后,对小孔孔壁上吸收的激光功率密度与小孔尺寸之间的关系进行了讨论. 展开更多
关键词 小孔 反射吸收 深熔焊接 激光加工
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激光-电弧复合焊接及应用于车身制造的进展 被引量：20
6
作者 宋新华 金湘中 +2 位作者 陈胜迁 袁江 张明军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期259-265,共7页
激光-电弧复合焊接技术充分集成了激光焊接和电弧焊接两种工艺的优点,是一种新型优质的焊接技术,具有良好的工业应用前景。介绍了激光-电弧复合焊接的特点和激光与电弧的相互作用机制;总结了常见激光-电弧复合焊接技术的研究进展;最后... 激光-电弧复合焊接技术充分集成了激光焊接和电弧焊接两种工艺的优点,是一种新型优质的焊接技术,具有良好的工业应用前景。介绍了激光-电弧复合焊接的特点和激光与电弧的相互作用机制;总结了常见激光-电弧复合焊接技术的研究进展;最后对激光-电弧复合焊接技术在汽车车身制造中的应用情况进行了概述。 展开更多
关键词 激光技术 复合焊接 研究进展 汽车车身
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激光辅助加热搅拌摩擦焊3维流场数值模拟 被引量：5
7
作者 宋新华 修腾飞 +2 位作者 金湘中 袁江 宋斌 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期353-357,共5页
为了优化激光辅助加热搅拌摩擦焊接工艺、为焊接实验提供理论依据,采用数值模拟的方法,进行了Q235钢激光辅助加热搅拌摩擦焊3维流场模拟仿真。模拟分析了粘塑性材料的流动行为及热量传递过程,获得了被焊材料的流动场及温度场分布。结果... 为了优化激光辅助加热搅拌摩擦焊接工艺、为焊接实验提供理论依据,采用数值模拟的方法,进行了Q235钢激光辅助加热搅拌摩擦焊3维流场模拟仿真。模拟分析了粘塑性材料的流动行为及热量传递过程,获得了被焊材料的流动场及温度场分布。结果表明,在焊接过程中,被焊材料主要是由后退侧向前进侧流动;激光功率为800W、焊接速率为23.5mm/min、转速由750r/min增加至1180r/min的过程中,被焊材料的流动性变好,最高温度升高,但未超过钢的熔点,与实际实验过程中钢未熔化一致。激光作为辅助热源,为焊接过程提供热量输入,可改善焊接材料的流动性。 展开更多
关键词 激光技术 搅拌摩擦焊接 流动场 温度场 FLUENT软件
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复合阻尼钢板T型接头激光焊接工艺 被引量：5
8
作者 宋新华 金湘中 +1 位作者 修腾飞 宋斌 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期55-59,共5页
为满足日益复杂的焊接构件,利用六轴五联动SESAMO型三维激光切割机床对复合阻尼钢板T型接头进行激光焊接试验,采用ANSYS仿真方法选用高斯热源模拟不同激光入射角和焊接速度下工件的温度场。结果表明:仿真获得的焊接熔池形状与试验结果... 为满足日益复杂的焊接构件,利用六轴五联动SESAMO型三维激光切割机床对复合阻尼钢板T型接头进行激光焊接试验,采用ANSYS仿真方法选用高斯热源模拟不同激光入射角和焊接速度下工件的温度场。结果表明:仿真获得的焊接熔池形状与试验结果基本吻合;不同激光入射角有最佳的焊接速度使工件间的焊接面积最大,在激光入射角为30°时,焊接速度最佳为30 m/h;任何焊接速度下激光入射角都不应大于45°;金相试验发现焊缝无裂缝和夹渣,证明T型接头激光焊接良好。 展开更多
关键词 复合阻尼钢板 T型接头 激光入射角 焊接速度 显微组织
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地铁车顶用SUS301L不锈钢激光焊接工艺参量优化 被引量：3
9
作者 周昕宇 张隽漪 +5 位作者 刘祖国 李俊豪 金湘中 郝中甲 陈挥扬 于晓飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期590-595,共6页
为了研究地铁车顶SUS301L不锈钢叠焊工艺中对熔宽熔深的技术需求,运用数值模拟技术分析了各项焊接工艺参量对熔宽熔深的显著影响,采用正交实验法则对工艺参量进行了优化设计,取得了激光焊接SUS301L不锈钢薄板的工艺参量。结果表明,SUS3... 为了研究地铁车顶SUS301L不锈钢叠焊工艺中对熔宽熔深的技术需求,运用数值模拟技术分析了各项焊接工艺参量对熔宽熔深的显著影响,采用正交实验法则对工艺参量进行了优化设计,取得了激光焊接SUS301L不锈钢薄板的工艺参量。结果表明,SUS301L不锈钢薄板激光焊接在激光焊接功率为1050W、焊接速率为36mm/s、离焦量为1mm、保护气体流量为25L/min时,熔宽和下板熔深分别为1216.4μm和407.4μm;在最优工艺参量条件下,焊缝表面呈银白色,连续且完整,焊缝区为等轴晶与柱状晶,焊缝平均拉剪强度为2559.96kN;仿真结果与试验结果具有较好的一致性,表明所建立仿真模型的正确性。该研究为后期工艺数据库的搭建提供了参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光叠焊 正交试验 SUS301L不锈钢板 工艺参量优化
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LNG船用薄板Invar36激光搭接焊工艺参量优化 被引量：1
10
作者 张隽漪 刘祖国 +2 位作者 蒋志伟 金湘中 李俊豪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期267-273,共7页
为了解决殷瓦合金焊接中易出现的焊接缺陷问题,研究了液化天然气(LNG)船用薄板殷瓦合金搭接焊(上下板厚度均为1.5mm)工艺参量。通过设计制造气体保护盒,采用数值仿真分析和正交试验的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了殷瓦合金搭接... 为了解决殷瓦合金焊接中易出现的焊接缺陷问题,研究了液化天然气(LNG)船用薄板殷瓦合金搭接焊(上下板厚度均为1.5mm)工艺参量。通过设计制造气体保护盒,采用数值仿真分析和正交试验的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了殷瓦合金搭接焊最优工艺参量。结果表明,气孔缺陷在完全保护气下得到有效抑制,殷瓦合金搭接焊的最优工艺参量为激光功率3.4kW、焊接速率1.3m/min、离焦量+20mm、激光入射角5°、激光光斑能量分布2∶1;在此最优工艺参量下,焊缝表面呈银白色,无气孔等缺陷,焊缝处硬度小于母材但大于热影响区,拉伸强度为417.16MPa,达到母材的94.8%,且仿真结果与试验结果误差较小,证明了本文中所建立的仿真模型的可靠性。这一结果对殷瓦合金激光搭接焊工艺参量数据库搭建是有帮助的。 展开更多
关键词 激光技术 工艺参量优化 激光自熔搭接焊 Invar36合金材料
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