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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 +2 位作者 蒙旭 石玗 樊丁 《焊接学报》 北大核心 2025年第8期45-54,共10页
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... 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. 展开更多
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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铝/钛异种金属激光/激光-CMT复合熔钎焊工艺及其组织与力学性能 被引量:8
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作者 王佳杰 宋晓国 +4 位作者 武鹏博 胡佩佩 滕彬 黄瑞生 于久灏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期54-60,I0006,共8页
选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材,ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料,采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法,并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明,激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适... 选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材,ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料,采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法,并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明,激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适的焊接工艺下均容易获得连续、稳定的焊接接头.铝/钛激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊缝中部组织均为α-Al固溶体和Al-Si共晶组织.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊均在钛合金上表面处界面反应层最厚,其厚度分别小于10和6μm.激光熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为锯齿状,激光-CMT复合熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为层片状.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊接接头均断裂在焊缝区,焊接接头平均抗拉强度分别为252和209 MPa,激光熔钎焊比激光-CMT复合熔钎焊接头抗拉强度高20%,而激光-CMT复合熔钎焊比激光熔钎焊焊接效率提升约1.5倍. 展开更多
关键词 激光熔钎焊 激光-CMT复合熔钎焊 铝/钛异种金属 微观组织 力学性能
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Cold metal transfer(CMT) technology-An overview 被引量:33
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作者 S.Selvi A.Vishvaksenan E.Rajasekar 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第1期28-44,共17页
Cold Metal Transfer technology has revolutionized the welding of dissimilar metals and thicker materials by producing improved weld bead aesthetics with controlled metal deposition and low heat-input. In this study, t... Cold Metal Transfer technology has revolutionized the welding of dissimilar metals and thicker materials by producing improved weld bead aesthetics with controlled metal deposition and low heat-input. In this study, the process, weld combinations, laser-CMT hybrid welding and applications of CMT welding are critically reviewed. Microstructure and other weld characteristics have been discussed at length for various base metal combinations. Particularly, the welding of aluminium and steel with better results has been possible with CMT Welding. The results reviewed in this article indicate that the CMT-Laser hybrid welding is more preferable to Laser or Laser hybrid welding. CMT welding has found applications in automobile industries, defence sectors and power plants as a method of additive manufacturing. 展开更多
关键词 COLD METAL transfer [CMT]Welding laser-cmt WELDING Additive manufacturing Composite joint METAL inert gas[MIG] METAL active gas[MAG]
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Nd:YAG激光+CMT复合热源电弧形态和熔池形貌 被引量:9
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作者 刘西洋 孙凤莲 +1 位作者 王旭友 王威 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期81-84,117,共4页
以304不锈钢为研究对象,借助高速摄像记录了YAG激光+CMT复合热源焊接的电弧形态和熔池形貌,研究了不同激光功率和光丝间距下的YAG激光+CMT复合热源焊接的电弧形态和熔池形貌,并与CMT焊接进行了比较,分析了YAG激光+CMT复合热源焊接的电... 以304不锈钢为研究对象,借助高速摄像记录了YAG激光+CMT复合热源焊接的电弧形态和熔池形貌,研究了不同激光功率和光丝间距下的YAG激光+CMT复合热源焊接的电弧形态和熔池形貌,并与CMT焊接进行了比较,分析了YAG激光+CMT复合热源焊接的电弧形态和熔池形貌发生变化的机理.结果表明,在Nd:YAG激光+CMT复合热源焊接中,激光改善了焊接熔池形貌,减少了飞溅的产生,但对电弧形态的影响不大;当激光功率和电弧功率一定时,YAG激光和CMT电弧及YAG激光和CMT熔池的耦合程度与光丝间距有关,试验条件下,光丝间距DLA=3 mm时,两者耦合程度都达到最佳. 展开更多
关键词 激光焊接 复合焊接 CMT焊接 电弧形态 焊接熔池
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Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝成形的影响 被引量:5
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作者 刘西洋 孙凤莲 +2 位作者 王旭友 王威 雷振 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期109-112,共4页
以304不锈钢为对象,借助焊缝成形参数来评价YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,在CMT电弧焊接中加入激光可以改善横焊焊缝成形;在激光能量和焊... 以304不锈钢为对象,借助焊缝成形参数来评价YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,在CMT电弧焊接中加入激光可以改善横焊焊缝成形;在激光能量和焊接电流一定时,光丝间距存在一个最佳匹配,使得Nd:YAG激光+CMT复合热源横焊焊缝成形良好;与其它复合热源焊接相对比激光功率对熔深影响较大,对横焊焊缝成形的影响程度与焊接电流有关;焊接速度对横焊焊缝成形影响显著;离焦量对横焊焊缝成形影响较小;电弧功率对横焊焊缝的偏离度影响显著. 展开更多
关键词 激光焊接 复合热源横焊 CMT横焊 焊缝成形
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Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊工艺参数对焊缝形貌的影响 被引量:3
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作者 刘西洋 王旭友 +1 位作者 岳燕星 杜兵 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期45-48,115,共4页
以304不锈钢为对象,借助横焊焊缝横断面图像来分析Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝横断面的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝横断面形貌的影响.结果表明,在Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊中... 以304不锈钢为对象,借助横焊焊缝横断面图像来分析Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊焊缝横断面的成形特征,研究了Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊过程中焊接工艺参数对焊缝横断面形貌的影响.结果表明,在Nd:YAG激光+CMT电弧复合热源横焊中,焊接工艺参数对横焊焊缝横断面形貌的影响显著;Nd:YAG激光加入CMT电弧焊中明显提高了复合焊缝以及复合焊中CMT焊缝的熔深;采取适当的焊接工艺参数(小的光丝间距、大的激光功率、小的焊接速度、适合的离焦量以及小的或大的CMT功率)可以避免熔池机械式叠加和焊缝横断面错位现象,使得焊缝成形良好. 展开更多
关键词 激光焊 复合热源横焊 CMT横焊 焊缝横断面形貌
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激光功率对205B铝合金激光-CMT复合增材组织及性能的影响
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作者 吕蒙 张嘉 +1 位作者 郭海伟 杨丰豪 《精密成形工程》 北大核心 2024年第8期111-120,共10页
目的针对传统增材技术造成的205B铝合金组织均匀性差、气孔率高、强度低等问题,选用激光-电弧(CMT)复合增材技术为研究方法,探究激光功率对其组织均匀性和性能的影响规律。方法采用激光-电弧(CMT)复合增材技术实现了205B铝合金增材成形... 目的针对传统增材技术造成的205B铝合金组织均匀性差、气孔率高、强度低等问题,选用激光-电弧(CMT)复合增材技术为研究方法,探究激光功率对其组织均匀性和性能的影响规律。方法采用激光-电弧(CMT)复合增材技术实现了205B铝合金增材成形件的良好成形,并利用现代分析技术对材料的宏微观组织形貌、第二相分布、气孔、物相组成、显微硬度及拉伸强度进行表征。结果成形件中部区域呈现“凹弧形”层状结构特征且存在一定程度的组织不均匀性和各类气孔。激光功率对材料层间和层内宏微观组织及第二相分布有显著影响,当激光功率增加至1800W及以上时,层间“细晶带”特征明显且柱状晶组织逐渐消失。当激光功率为1600 W时,材料获得了最低的气孔率(0.85%),平均气孔直径为25.58μm,平均气孔数量为32。材料具有典型的拉伸强度各向异性,当激光功率为1600 W时,材料的横向拉伸强度和纵向拉伸强度均获得最大值,分别为265.65MP和235.75MPa。结论通过调节激光功率能够在一定程度上解决材料组织不均匀的问题并减小气孔率,从而提高了成形件的力学性能。 展开更多
关键词 205B铝合金 激光-CMT复合增材 激光功率 细晶带 各向异性
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中厚板钛合金激光-CMT复合焊接工艺特性分析 被引量:14
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作者 苗玉刚 王清龙 +3 位作者 李春旺 吴一凡 赵羽扬 孙宏伟 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期42-47,I0005,I0006,共8页
通过采用激光-CMT焊接的方法对10 mm厚TC4钛合金实现了不开坡口单面焊双面成形,并对焊缝的组织、力学性能及腐蚀性能进行了测试分析.结果表明,该最优参数下形成的焊接接头中主要由大量的α’马氏体及初生的α相构成,且存在网篮状组织,... 通过采用激光-CMT焊接的方法对10 mm厚TC4钛合金实现了不开坡口单面焊双面成形,并对焊缝的组织、力学性能及腐蚀性能进行了测试分析.结果表明,该最优参数下形成的焊接接头中主要由大量的α’马氏体及初生的α相构成,且存在网篮状组织,焊缝区域的显微硬度大于母材区域,可达380 HV,且由于激光作用区拥有更大的冷却速度,焊缝底部生成了更多的α’马氏体,导致焊缝底部硬度比电弧作用区更高.焊接接头抗拉强度可达到916 MPa,断后伸长率达到16.08%,拉伸断裂结果为韧性断裂,焊缝组织的性能明显优于母材.焊缝处的抗腐蚀性能优于母材,这是因为焊缝组织有更细小的晶粒及大量位错,提升了钝化能力并阻碍了Cl^(-)的扩散. 展开更多
关键词 激光-CMT复合焊接 TC4钛合金 微观组织 力学性能
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激光-CMT复合焊接的研究现状 被引量:3
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作者 赵俊鹏 刘子奇 刘长军 《热加工工艺》 北大核心 2022年第9期7-12,共6页
激光-CMT复合焊接是将激光焊接与冷金属过渡焊接(CMT)结合的一种新型激光电弧复合焊,与传统的激光复合焊接相比,其热输入极低,焊接过程更加稳定,基本无飞溅,而且生产效率和焊接质量均得到提高。本文介绍了激光-CMT复合焊接的原理及特点... 激光-CMT复合焊接是将激光焊接与冷金属过渡焊接(CMT)结合的一种新型激光电弧复合焊,与传统的激光复合焊接相比,其热输入极低,焊接过程更加稳定,基本无飞溅,而且生产效率和焊接质量均得到提高。本文介绍了激光-CMT复合焊接的原理及特点,概括了激光-CMT复合焊接中接头、熔池形貌、熔滴过渡以及焊缝成形等方面的研究现状以及目前存在的一些问题,最后总结了激光-CMT复合焊接的发展方向和研究重点。 展开更多
关键词 激光-CMT复合焊接 接头软化 飞溅 熔滴过渡 焊缝成形
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7xxx系铝合金焊接技术研究进展 被引量:1
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作者 刘洪旭 刘峰 +1 位作者 赵琳 田志凌 《热加工工艺》 北大核心 2024年第7期1-6,共6页
7xxx系铝合金作为所有系列铝合金强度最高的金属材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于各领域中。本文从7xxx系铝合金焊接质量和焊接效率出发,综述了几种常见的7xxx系铝合金焊接技术的发展现状,重点介绍了熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)... 7xxx系铝合金作为所有系列铝合金强度最高的金属材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于各领域中。本文从7xxx系铝合金焊接质量和焊接效率出发,综述了几种常见的7xxx系铝合金焊接技术的发展现状,重点介绍了熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)、冷金属过渡焊(CMT)、钨极惰性气体保护焊(TIG焊)等传统电弧焊以及激光焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等新型焊接技术的技术特点与应用前景,总结了不同焊接技术相应的优势与不足以及目前各焊接技术急待解决的问题,最后对7xxx系铝合金焊接技术发展前景进行了总结。 展开更多
关键词 7XXX系铝合金 MIG焊 TIG焊 CMT焊 激光焊 电子束焊 搅拌摩擦焊
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激光与CMT+P电弧复合增材工艺对2024铝合金气孔缺陷的影响规律 被引量:1
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作者 张志强 贺世伟 +3 位作者 李涵茜 路学成 张天刚 王浩 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期188-196,共9页
高强铝合金激光-电弧复合增材制造技术在民用航空领域具有广阔的应用前景,但其气孔率的控制仍存在技术难题。本工作基于激光与冷金属过渡加脉冲(CMT+P)复合增材制造技术,对增材制造2024铝合金薄壁结构件的气孔率开展研究。通过单因素试... 高强铝合金激光-电弧复合增材制造技术在民用航空领域具有广阔的应用前景,但其气孔率的控制仍存在技术难题。本工作基于激光与冷金属过渡加脉冲(CMT+P)复合增材制造技术,对增材制造2024铝合金薄壁结构件的气孔率开展研究。通过单因素试验,研究了送丝速度、扫描速度、激光功率等工艺参数对薄壁增材件的宏观形貌、气孔率及气孔尺度分布的影响规律。在单因素试验的基础上,以薄壁增材件的气孔率为响应值,通过响应面中心组合试验(CCD)优化工艺参数。结果表明,送丝速度、扫描速度、激光功率等工艺参数都会对薄壁增材件的宏观形貌、气孔率及气孔尺度分布产生影响,建立的二阶回归响应面模型能直观地反映2024铝合金激光与CMT+P电弧复合增材工艺参数与气孔率之间的关系,可用于预测不同工艺参数下薄壁增材件的气孔率,通过二阶回归模型得到优化的2024铝合金激光与CMT+P复合增材工艺参数范围为:送丝速度4.8~5.0 m/min、扫描速度16~18 mm/s、激光功率2000~2200 W。 展开更多
关键词 高强铝合金 激光-CMT+P 增材制造 单因素试验 响应面法 气孔率
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