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题名螺旋扫描激光功率对双脉冲CMT电弧热场的影响
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作者
张刚
刘忠义
蒙旭
石玗
樊丁
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机构
兰州理工大学
兰州理工大学温州泵阀工程研究院
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出处
《焊接学报》
北大核心
2025年第8期45-54,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52265050)
陇原青年创新创业人才团队资助项目(2022LQTD34)
+2 种基金
中科院“西部之光”青年学者人才计划资助项目(21JR7RA202)
兰州市青年科技人才创新资助项目(2023-QN-90)
温州市级科技计划资助项目(2023G0157)。
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文摘
为了探究螺旋型扫描激光功率对铝合金双脉冲冷金属过渡(cold metal transfer, CMT)增材电弧热场、熔滴过渡行为及气孔缺陷的影响规律,设计变功率激光电弧复合增材制造对比试验,并利用红外热成像、光谱测量和高速摄像技术研究分析引入扫描激光后近熔池表面电弧径向温度场分布、复合交叉区等离子体行为以及对熔滴过渡和气孔缺陷的影响.结果表明,双脉冲CMT近熔池表面电弧径向温度场变化剧烈,温度梯度大,电弧稳定性较低.当引入600~1 200 W扫描激光时,电弧径向温度分布趋于均匀化,温度梯度明显减小,近熔池表面电弧温度显著提高(最高温度可提高约900℃),促使Mg,Al原子电离产生更多数量的Mg Ⅱ,Mg Ⅲ,Al Ⅱ及Al Ⅲ离子,提高电弧稳定性;当激光功率为600 W和1 200 W时,电子密度分别增加6%和17%,电子温度分别提高400 K和800 K.激光金属蒸气有效降低熔滴过渡频率,减弱熔滴对熔池的冲击作用,使熔池趋于稳定;同时,增材件气孔数量明显减少、分布趋于分散化,当激光功率为1 200 W时,气孔几乎消失殆尽.
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关键词
铝合金
振镜扫描激光-双脉冲cmt复合
温度场
等离子体
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Keywords
aluminum alloy
galvanometer laser–double pulsed cmt
temperature field
plasma
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分类号
TG457
[金属学及工艺—焊接]
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