国家自然科学基金(50805045)
- 作品数：7 被引量：93H指数：6
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- 钢/铝异种金属预置Si粉的光纤激光焊接被引量：30
- 2012年
- Fe/Al难熔合、易生成Fe-Al脆性金属间化合物是钢/铝异种金属优质高效焊接亟待解决的技术难题。对厚度分别为5mm、6mm的低碳钢和铝合金板进行了对接处开设坡口、并在界面结合处预置Si粉的光纤激光焊接实验研究,通过调整焊接工艺参数和预置粉末得到成形良好的焊缝。利用卧式金相显微镜、电子显微硬度仪、扫描电镜、X射线衍射仪等设备对焊缝及母材区进行了观察与检测。结果发现:在激光功率为1.8～2.0kW,焊接速度8～10mm/s,离焦量-2.0mm,Ar为保护气体且流量为15L/min,光斑偏向钢侧距界面结合处0.2mm的工艺条件下,激光焊接钢/铝异种板材,可实现钢/铝熔合,焊接类型为热传导焊,焊缝区域晶粒细小,硬度高于两侧热影响区及母材,钢/铝结合界面分界线明显,界面处熔化金属互相扩散嵌入母材,呈齿轮式"啮合"态连接在一起。对钢/铝实施热传导焊,可有效控制熔池中Fe、Al熔化量;预置Si粉改善了焊池熔化态下的流动性,熔化金属易于在结合界面铺展,钢/铝焊缝区形成了结构稳定的Al9Si、Fe0.9Si0.1化合物,抑制了Fe-Al脆性金属间化合物的生成。
- 王涛周惦武彭艳张屹陈根余
- 关键词：激光技术异种金属
- 镀锌钢板激光焊接关键技术研究被引量：30
- 2010年
- 镀锌钢因其良好的抗腐蚀性能而广泛应用于各个领域,而镀锌层的存在使得镀锌钢的焊接过程和焊接质量受到不利影响。激光焊接是实现镀锌钢焊接的一种新方法。激光深熔焊接镀锌钢的过程中存在着锌蒸气和锌等离子体两种特有焊接特征。镀锌钢激光焊接的根本问题是锌蒸气对焊接过程的影响,减少镀层锌的蒸发和顺利排出锌蒸气是降低锌蒸气影响的根本途径。围绕镀锌钢激光焊接的关键技术,讨论了提高激光焊接镀锌钢焊接质量的多种工艺和方法,包括寻求特定的工艺措施、工艺参数优化和焊接过程的仿真优化以及在线检测控制。
- 张屹李时春金湘中陈根余梅丽芳
- 关键词：激光焊接镀锌钢板工艺措施
- 钢-铝激光焊接的关键技术与未来趋势展望被引量：10
- 2011年
- 汽车车身多材料结构要求两种不同类型的材料进行连接(如钢-铝、铸铁-铝、铝-镁等)。激光焊热量集中,热源能准确控制,应力应变小,与其他焊接方法相比,更适合于钢、铝异种材料的焊接。在分析钢-铝焊接难点的基础上,总结了当前钢-铝激光焊接中常见的焊接缺陷、接头连接形式、表面处理及填加焊料,着重概括了激光焊接工艺参数对焊缝质量的影响,指出钢-铝激光焊接技术未来的发展趋势是设计与开发柔性化夹具,加强钢-铝激光焊接工艺参数优化、焊接缺陷控制、合金元素填料筛选、FeAl脆性金属间化合物与延塑性较好金属间化合物的形成条件、Fe/Al界面结合机理等方面的基础研究,期望为激光焊接多材料车身结构提供重要的技术参考。
- 王涛周惦武张屹陈根余
- 关键词：铝激光焊接
- 镀Zn钢-6016铝合金异种金属的激光熔钎焊及数值模拟被引量：14
- 2012年
- 熔钎焊是抑制或减少钢/铝异种金属激光焊接过程中FeAl脆性金属间化合物产生的有效工艺方法。采用光纤激光器,不添加任何钎料,对1.2 mm厚DC56D＋ZF镀锌钢和6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用MATLAB软件,针对焊接过程的实际情况,在一定的基本假设下建立准稳态下钢/铝异种金属激光焊接熔池形状的数学模型,基于准稳态形状控制方程数值计算获得的熔池几何形状分布,结合试验来调整焊接工艺参数,获得最佳焊接成形,利用卧式金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究焊接接头各区域的金相组织、主要元素分布与物相组成。结果表明：焊接激光束照射搭接在钢板上的铝板对接焊缝时,焊接功率和焊接速度对熔池几何形状的影响较大,随着激光功率的增大,熔深增加;而随着焊接速度的增加,熔深却变浅。当焊接功率为1 600~1 800 W、焊接速度v=30 mm/s、离焦量D=0 mm时,焊缝成形性良好,无明显裂纹、气孔等缺陷,焊接接头区域存在一个台阶状结构,在平台区域,钢/铝两钟金属存在明显的界限,界面结合依靠液态的铝在钢母材表面上的润湿、填充和铺展等作用;下凹区域,钢/铝熔合较好,Fe和Al元素的混合区宽度较大,未形成明显的FeAl脆性金属间化合物,Fe和Al的热扩散是该区域界面结合的主要原因。
- 周惦武吴平彭利张屹陈根余
- 关键词：激光熔钎焊异种金属金属间化合物
- 镀锌钢-6016铝合金异种金属加入中间夹层铅的激光焊接被引量：8
- 2011年
- 对1.2 mm厚镀锌钢板和1.15 mm厚6016铝合金平板试件进行了加入中间夹层铅的激光搭接焊试验,通过调整焊接工艺参数获得最佳焊接成形,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射、微机控制电子万能试验机等手段研究了焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、主要物相与接头力学性能.结果表明,在钢/铝激光焊中添加中间夹层铅,焊接接头的平均抗拉强度和断后伸长率分别为68.51 MPa和2.37%,与没有加铅夹层相比,抗拉强度和断后伸长率明显提高;夹层铅的加入,改变了钢/铝界面的元素分布、物相组成及微观组织形态,焊接接头过渡区域Fe,Al,Zn,Mg,Pb元素的混合区宽度较大,除生成Fe-Al,Mg-Zn脆性金属间化合物外,产生了新的金属间化合物Mg2Pb,改善了焊缝金属的力学性能.
- 彭利周惦武吴平张屹
- 关键词：激光焊接异种金属金属间化合物
- 基于“三明治”方法的激光焊接能量耦合模型(英文)被引量：1
- 2012年
- 建立激光与能量耦合模型以研究激光在小孔内的传输和孔壁能量的分布。该模型的主要特点包括:1)小孔和孔内等离子体的逆韧致吸收系数均为实验测量所得;2) 入射激光为高斯分布的聚焦光束而非平行光束;3) 同时考虑了激光光束在孔内多次反射的菲涅尔吸收和逆韧致吸收。计算结果表明:孔壁所吸收的激光能量并不一致;尽管激光未能直接照射孔底,但是小孔孔底所吸收的激光能量最多。基于聚焦光束的特征分析,焦平面的位置对小孔前沿所吸收的激光能量较后沿更重要。
- 张屹史如坤李力钧
- 光纤激光入射角对高强钢对接焊焊接性能的影响被引量：8
- 2012年
- 研究了光纤激光入射角变化对车用高强钢(B340/590DP)对接焊焊接性能的影响。采用前期试验得出的激光垂直入射状态下的最优焊接参数,在该最优参数条件下,利用4kW光纤激光器进行了1.6mm厚的双相B340/590DP不同入射角条件下的对接焊试验。分析入射角变化对焊接件外观形貌、焊缝截面、力学性能和微观组织的影响。试验结果表明:激光入射角小于40°时焊缝外观形貌良好,组织细密均匀,能承受较大的拉剪载荷且拉剪试验均断裂在母材区;入射角大于40°时,焊缝背面形成单边焊。
- 陈根余康斌张屹李时春谭力鹏
- 关键词：激光技术入射角光纤激光
