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摆动激光焊接参数对5A06厚板铝合金能量分布及接头成形的影响 被引量:1
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作者 蔡佳思 王稳 +2 位作者 高建新 金洪西 魏艳红 《焊接学报》 北大核心 2025年第1期48-58,共11页
对厚度为8.0 mm的5A06铝合金开展顺时针圆形摆动(clockwise circular oscillation,CW)焊接试验,考虑光束摆动轨迹和能量叠加效应,建立工件表面能量分布模型,研究光束摆动频率和摆动振幅对接头成形及能量分布的影响,揭示光束直线分运动... 对厚度为8.0 mm的5A06铝合金开展顺时针圆形摆动(clockwise circular oscillation,CW)焊接试验,考虑光束摆动轨迹和能量叠加效应,建立工件表面能量分布模型,研究光束摆动频率和摆动振幅对接头成形及能量分布的影响,揭示光束直线分运动和圆形分运动两者交互作用对能量分布的影响机制.结果表明,与常规激光焊相比,摆动焊光束作用范围变大,熔宽明显增加,为对接焊提供了更大的间隙适应性;工件表面能量由单峰转变为双峰,呈“两侧高中间低”分布,能量峰值为常规激光焊的1/5.当摆动频率为200~300 Hz,摆动振幅为1.5~2.5 mm时,激光能量分布相对均匀,咬边和飞溅缺陷几乎消除,焊缝成形良好.摆动振幅从1 mm增加至3 mm,能量叠加效应减弱,能量不均匀性增强,能量峰值减小;摆动频率从100 Hz增加至200 Hz,能量分布均匀性和对称性增加;摆动频率从200 Hz增加至300 Hz,局部叠加作用增强,能量不对称性增加. 展开更多
关键词 5A06-H112铝合金 圆形摆动激光焊接 焊缝成形 能量分布
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1Cr18Ni9Ti不锈钢摆动激光焊接接头成形性能研究
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作者 李双吉 毛冬远 +4 位作者 何增水 卢冰 刘军 王毅龙 刘宏 《热加工工艺》 北大核心 2025年第1期51-55,64,共6页
采用不同摆动频率和摆动幅度开展1Cr18Ni9Ti不锈钢的摆动激光焊接试验,研究了不同摆动激光工艺参数对焊缝气孔率和宏观形貌,接头微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:与摆动频率相比,增加摆动幅度可有效降低焊缝气孔率,在100 Hz频率... 采用不同摆动频率和摆动幅度开展1Cr18Ni9Ti不锈钢的摆动激光焊接试验,研究了不同摆动激光工艺参数对焊缝气孔率和宏观形貌,接头微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:与摆动频率相比,增加摆动幅度可有效降低焊缝气孔率,在100 Hz频率、1.5 mm幅度时,气孔率降至0.19%。随着摆动频率的增加,钉头宽度先下降后变化不大,随着摆动幅度的增加,钉杆宽度逐渐增加而熔深减小。不同摆动频率和幅度下焊缝微观组织差别不大,主要由骨架状和板条状铁素体以及奥氏体组成。上部焊缝边缘比焊缝中心有更多的板条状铁素体,而下部焊缝过渡区比上部焊缝边缘有更为细小的组织形态。焊缝与母材的整体硬度差异不大,且不同摆动参数下焊缝平均硬度也未发现明显变化。接头拉伸主要断裂在母材位置,其断口的宏观颈缩现象和微观韧窝特征均表明拉伸过程中主要发生了塑性断裂。 展开更多
关键词 摆动激光焊接 1Cr18Ni9Ti不锈钢 气孔率 微观组织 力学性能
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摆动激光焊接GH4169镍基高温合金焊缝成形性能研究 被引量:1
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作者 卢冰 李晨曦 +4 位作者 肖雪 刘宏 毛冬远 闫林波 程喜文 《热加工工艺》 北大核心 2024年第11期21-25,36,共6页
进行了GH4169镍基高温合金的摆动激光焊接工艺试验,研究了不同摆动参数对焊缝气孔率、宏观成形、微观组织和显微硬度的影响。结果表明:采用小振幅、低频率的摆动工艺有利于气孔的抑制,而大振幅对气孔抑制的作用更为显著。摆动引入后,熔... 进行了GH4169镍基高温合金的摆动激光焊接工艺试验,研究了不同摆动参数对焊缝气孔率、宏观成形、微观组织和显微硬度的影响。结果表明:采用小振幅、低频率的摆动工艺有利于气孔的抑制,而大振幅对气孔抑制的作用更为显著。摆动引入后,熔深降低,尤其是随着振幅的增加。2.5 mm振幅下,匙孔焊接模式消失,焊缝生长方向发生变化。相较于未摆动,不同摆动参数下焊缝晶粒尺寸未发生明显变化,但摆动焊缝的二次枝晶有一定程度细化,这导致焊缝平均硬度出现微弱升高。 展开更多
关键词 GH4169镍基高温合金 摆动激光焊接 气孔率 显微硬度
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6005A铝合金摆动激光焊接组织及力学性能研究 被引量:3
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作者 牛虎山 林化强 崔洪芝 《精密成形工程》 北大核心 2023年第4期33-39,共7页
目的优化铝合金摆动激光焊焊接接头组织结构,减少焊接缺陷,提高接头机械性能。方法采用无摆动、三角摆动和无穷摆动3种模式对6005A铝合金进行焊接。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪对焊接接头的组织结构和元素分布进行表征;使... 目的优化铝合金摆动激光焊焊接接头组织结构,减少焊接缺陷,提高接头机械性能。方法采用无摆动、三角摆动和无穷摆动3种模式对6005A铝合金进行焊接。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪对焊接接头的组织结构和元素分布进行表征;使用显微硬度计及拉伸试验机对接头进行力学性能测试;利用扫描电子显微镜分析拉伸断口的形貌特征。结果与无摆动和三角摆动两种模式相比,无穷摆动模式下焊缝成形最佳,晶粒尺寸最小,元素分布最均匀,这得益于复杂的双向循环摆动设计对熔池产生的强烈搅动效果。无摆动、三角摆动、无穷摆动模式下焊核平均显微硬度分别为66HV、72HV、77HV;3种模式下接头平均抗拉强度分别为183.21、205.52、215.80 MPa;断裂模式分别为解理断裂、解理断裂+韧窝断裂及韧窝断裂模式。无穷摆动模式同样显示出最佳的力学性能。结论铝合金摆动激光焊接采用无穷摆动模式可以获得组织均匀细小、无焊接缺陷且综合性能优良的焊接接头,该模式十分适合铝合金材料的焊接。 展开更多
关键词 摆动激光焊接 铝合金 力学性能 三角摆动 无穷摆动 双向循环
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激光摆动焊接工艺参数对不锈钢焊缝成形与气孔率的影响 被引量:8
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作者 夏佩云 封小松 +3 位作者 王春明 徐程 黄珲 何建利 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期39-44,I0005,共7页
采用激光摆动焊接实现了5 mm厚1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,获得成形良好、低气孔率的接头.分析了焊接速度、摆动幅值、摆动频率、摆动形式对焊缝成形和气孔率的影响,从匙孔、熔池流动、气泡逸出的角度揭示了工艺参数影响气孔率的主要机理.... 采用激光摆动焊接实现了5 mm厚1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,获得成形良好、低气孔率的接头.分析了焊接速度、摆动幅值、摆动频率、摆动形式对焊缝成形和气孔率的影响,从匙孔、熔池流动、气泡逸出的角度揭示了工艺参数影响气孔率的主要机理.结果表明,对于5 mm厚不锈钢激光摆动焊接,适当提高焊接速度和摆动幅值,更利于减小气孔率;激光摆动频率在100~300 Hz可以兼顾较低气孔率和较好的焊缝成形;“8”形摆动激光可以获得相对较优的焊缝成形,焊缝气孔率最低,达到2.94%;而线性摆动激光获得焊缝成形最差,气孔率最高,达到19.13%. 展开更多
关键词 激光摆动焊接 中厚不锈钢板 摆动参数 焊缝成形 气孔率
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功率分布对5A06铝合金激光摆动焊接熔池动态行为的影响 被引量:2
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作者 庞博文 崔江梅 +4 位作者 周乃迅 柯文超 陈龙 敖三三 曾志 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期23-30,I0004,共9页
以5A06铝合金锁底对接焊缝为研究对象,在激光束摆动的基础上引入一种沿正弦摆动路径分布的激光功率(功率分布),实现功率相对于摆动路径的动态调控.基于FLUENT有限元软件,建立激光摆动焊接过程的流体动力学模型,研究光斑摆动与功率分布... 以5A06铝合金锁底对接焊缝为研究对象,在激光束摆动的基础上引入一种沿正弦摆动路径分布的激光功率(功率分布),实现功率相对于摆动路径的动态调控.基于FLUENT有限元软件,建立激光摆动焊接过程的流体动力学模型,研究光斑摆动与功率分布对焊缝成形的影响机制,模拟对比了施加等功率与功率分布2种工艺下的焊缝截面形貌、熔池动态行为及气孔形成过程.结果表明,与等功率焊接相比,施加功率分布焊缝成形更优,未出现咬边和烧穿等缺陷;由于功率分布的特点,有效缓和了熔池的平均流速,熔融金属呈现更为稳定的流动行为,进一步提高了匙孔的稳定性,并获得了深宽比较小的匙孔,有效降低了焊缝的孔隙率(0.9%). 展开更多
关键词 激光摆动焊接 功率分布 流体动力学 熔池动态行为
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激光摆动路径对钢/铝点焊接头组织与性能的影响 被引量:2
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作者 巴一 韩善果 +2 位作者 杨永强 郑世达 师文庆 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期214-223,共10页
钢、铝两种材料因为物理性能和化学成分上存在较大差异,导致钢铝焊接成为难点。为了得到高质量的钢/铝接头,采用7种激光扫描路径对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行搭接点焊试验。研究激光扫描路径对钢/铝接头宏观形貌、金相组织、... 钢、铝两种材料因为物理性能和化学成分上存在较大差异,导致钢铝焊接成为难点。为了得到高质量的钢/铝接头,采用7种激光扫描路径对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行搭接点焊试验。研究激光扫描路径对钢/铝接头宏观形貌、金相组织、显微硬度和剪切强度的影响。结果表明:扫描路径的变化对接头的影响较大,相比于常规焊接,摆动焊接的接头具备更好的连接质量,焊缝表面成形效果更好;钢/铝接头主要由马氏体和铁素体组成,使用激光摆动点焊的接头晶界明显,在马氏体和铁素体交界处有少量的片状珠光体,且焊缝各处的晶粒种类无较大差异,因此焊缝各处力学性能相同,减少受力后,出现应力集中的现象;摆动点焊钢/铝接头的力学性能得到提升,钢侧接头的最大显微硬度可达450 HV,是常规的1.06倍,剪切强度为83 N/mm,是常规焊接的2.12倍。 展开更多
关键词 激光摆动焊接 焊缝成型 金相组织 显微硬度 剪切强度
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6.0mm厚5183铝合金激光摆动焊接工艺研究 被引量:13
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作者 余世文 周昆 +3 位作者 张威 王维新 刘巨峰 叶兵 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期254-258,共5页
为了解决6.0mm厚5183铝合金激光焊接气孔问题,采用IPG双楔形镜旋转摆动焊接头进行激光平板对接焊,通过改变扫描模式、扫描频率、扫描振幅等摆动焊接参量进行激光焊接试验,研究了激光摆动工艺对厚板铝合金非穿透焊接接头质量的影响规律,... 为了解决6.0mm厚5183铝合金激光焊接气孔问题,采用IPG双楔形镜旋转摆动焊接头进行激光平板对接焊,通过改变扫描模式、扫描频率、扫描振幅等摆动焊接参量进行激光焊接试验,研究了激光摆动工艺对厚板铝合金非穿透焊接接头质量的影响规律,找出最优工艺参量并进行了验证试验。结果表明,激光摆动焊接的铝合金焊缝外观形貌显著改善;除直线扫描模式下有少量气孔外,其余4种扫描模式(顺时针圆、逆时针圆、数字8和无穷大)实现基本无气孔;焊缝截面气孔率随着扫描频率和扫描振幅的提高显著减少,当扫描频率大于200Hz和扫描振幅大于2.0mm时,能得到基本无气孔焊缝;6.0mm厚铝合金对接最优工艺参量为无穷大扫描模式,扫描频率300Hz,扫描振幅3.0mm,可得到无气孔、抗拉强度271MPa、为母材强度88%的对接接头。激光摆动焊接法显示出了良好的应用前景。 展开更多
关键词 激光技术 激光摆动焊接 铝合金 气孔率 焊缝强度
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激光摆动焊接的功率对钢/铝焊接接头的影响 被引量:7
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作者 巴一 韩善果 +4 位作者 师文庆 黄进钰 黄江 谢玉萍 何宽芳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期193-198,共6页
为了研究不同激光功率对摆动焊接钢/铝材料的影响,采用大功率碟片激光器和PFO3D摆动接头相结合,对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W时,焊接接头的... 为了研究不同激光功率对摆动焊接钢/铝材料的影响,采用大功率碟片激光器和PFO3D摆动接头相结合,对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W时,焊接接头的金相组织为低碳马氏体,显微硬度的最低值和最高值分别位于热影响区和焊缝中心;随着激光功率的增加,焊缝内的铁素体增多,马氏体减少,接头显微硬度的最高值和最低值分别改为热影响区和焊缝中心;当激光功率为1400W时,焊缝抗拉强度最高为2681MPa。此研究结果在船舶制造的领域应用具有较为重要的意义。 展开更多
关键词 激光技术 激光摆动焊接 激光功率 金相组织 力学性能
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2219-T651铝合金激光摆动焊接接头微观组织和力学性能 被引量:5
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作者 刘军 孟宪国 +3 位作者 李晨曦 李双吉 孙泽瑞 刘宏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期7-13,I0003,I0004,共9页
采用激光摆动焊接技术对2219-T651铝合金进行了不同摆动幅度和频率下的焊接试验,研究了摆动工艺参数、焊缝气孔率和宏观成形、接头组织和性能之间的内在联系.结果表明,与无摆动焊接相比,激光摆动焊接可以降低焊缝气孔率,尤其随着摆动幅... 采用激光摆动焊接技术对2219-T651铝合金进行了不同摆动幅度和频率下的焊接试验,研究了摆动工艺参数、焊缝气孔率和宏观成形、接头组织和性能之间的内在联系.结果表明,与无摆动焊接相比,激光摆动焊接可以降低焊缝气孔率,尤其随着摆动幅度的增加,当摆动幅度为2.5 mm时,气孔率降至1.66%.与母材相比,热影响区和熔化区发生软化.靠近焊缝的热影响区,由于沉淀强化作用的变弱,硬度逐渐降低,直至出现“平台”.而由α(Al)基体以及枝晶间和晶界α(Al)+θ(Al2Cu)共晶相组成的熔化区,因铜的偏析导致固溶强化效果被削弱,表现出最低的硬度.此外,部分摆动参数下焊缝晶粒尺寸有所细化,这引起了其硬度的略微升高.当摆动频率为150 Hz和摆动幅度为2.5 mm时,接头的抗拉强度高达318 MPa,约为母材抗拉强度的69.4%,接头抗拉强度与断口孔洞面积占比呈线性负相关关系,焊缝气孔率是影响焊态接头抗拉强度的主要因素. 展开更多
关键词 2219铝合金 激光摆动焊接 焊缝气孔 微观组织 力学性能
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不同功率对激光摆动焊接钢/铝异种材料的影响 被引量:3
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作者 巴一 韩善果 +5 位作者 任香会 师文庆 黄进钰 黄江 谢玉萍 何宽芳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期636-640,共5页
为了得到高质量的钢/铝接头,采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验,研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效... 为了得到高质量的钢/铝接头,采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验,研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W和1500W时,焊接接头的金相组织以马氏体为主,当激光功率为1600W时,接头内的铁素体增多,马氏体减少,焊接接头的金相组织以铁素体为主;3种接头显微硬度的最低值和最高值分别位于焊缝中心和热影响区,在1500W的激光功率下,焊接接头的力学性能最好,钢侧接头的显微硬度约高于母材显微硬度的1.7倍;接头的最大剪切强度达到113N/mm。此研究结果应用在船舶制造领域具有较重要的意义。 展开更多
关键词 激光技术 激光摆动焊接 激光功率 金相组织 显微硬度 剪切强度
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光束摆动对Ti60合金激光焊能量分布及焊缝成形的影响 被引量:5
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作者 鲁弈廷 芦伟 +2 位作者 王彬 马旭颐 陈玮 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期95-102,I0008,I0009,共10页
对2.0 mm厚Ti60合金进行激光摆动焊接,研究光束圆形摆动时摆动频率和摆动幅值对焊缝成形及能量分布的影响.结果表明:相较常规激光焊接,激光摆动焊接可以明显改善Ti60合金焊接接头焊缝成形;光束摆动参数对焊缝成形的影响与激光能量分布... 对2.0 mm厚Ti60合金进行激光摆动焊接,研究光束圆形摆动时摆动频率和摆动幅值对焊缝成形及能量分布的影响.结果表明:相较常规激光焊接,激光摆动焊接可以明显改善Ti60合金焊接接头焊缝成形;光束摆动参数对焊缝成形的影响与激光能量分布密切相关,可通过调整能量分布控制焊缝成形.当摆动频率为100~150 Hz,摆动幅值为0.5~1.0 mm时,激光能量分布相对均匀,可获得焊缝成形良好的Ti60合金激光焊接接头.与常规激光焊缝相比,摆动焊缝熔宽增加约30%,整体飞溅数量减少30%以上,为对接焊缝提供了更大的间隙适应性并有效改善了焊接质量.在光束摆动参数中,摆动幅值对焊缝成形特征及能量分布的影响更明显. 展开更多
关键词 TI60 激光摆动焊接 焊缝成形 能量分布
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