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高强镀锌钢激光填粉焊接工艺试验研究被引量：6: 2014年; 为了研究高强镀锌钢激光填粉焊接工艺,采用正交实验法优化了激光功率、焊接速度、离焦量等焊接工艺参量。结果表明,激光填粉焊接速率过低时,焊缝易于产生熔质堆积和焊接孔洞;增大离焦量可实现粉末的有效利用;装配间隙为0.25mm(母材厚度的31%)时,高强镀锌钢激光填粉焊接的最佳工艺参量为激光功率1500W,焊接速率30mm/s,离焦量12mm,此时,焊缝表面成形良好,其拉伸试验断裂产生在母材。; 徐磊刘西霞李庆福胡光蓉张屹; 关键词：激光技术正交实验

镀锌钢激光焊接锌烧损研究被引量：3: 2013年; 锌烧损是镀锌钢板激光焊接过程中的关键问题之一.本文通过测量焊后上下层锌烧损宽度、中间层锌的相对含量及腐蚀前后增重比,实验研究了激光搭接焊接工艺参数与焊接过程中光致等离子体谱线信息与锌烧损的相关性.研究结果表明:锌烧损的主要影响工艺因素主次顺序为焊接速度、激光功率、辅助气体流量和离焦量;锌的烧损量随着锌谱线Zn I 328.2nm和Zn I 330.3nm的平均强度的增大而增大;气孔因镀层锌的蒸发而产生,直径越大,局域锌元素含量越高.锌谱线强度可用于在线监测镀锌钢激光焊接时气孔的产生及锌烧损量的动态变化.; 张屹杨雄唐军君王刚; 关键词：激光焊接等离子体气孔

车用高强钢激光填充热丝对接焊间隙裕度研究被引量：7: 2013年; 对接装配精度是制约车身零件激光对接焊技术应用的重要因素之一。采用激光填充热丝焊,对1.2mm厚车用高强钢DP800在不同对接间隙条件下进行了对接间隙裕度的研究。通过优化焊接参数,在间隙达到母材厚度的100%(1.2mm)时得到表面成形良好的焊缝。焊后对焊缝的成分分布、金相组织及力学性能进行了分析。焊接结果表明,对接间隙变化对焊缝成分分布及金相组织无明显影响;焊缝的拉伸强度在对接间隙不大于母材厚度的83%(1.0mm)时大于母材,在间隙为母材厚度的100%(1.2mm)时达到母材强度的89.9%。采用激光填充热丝焊能显著降低激光对接焊车身零件对装配间隙的要求。; 张屹谭力鹏张成磊; 关键词：激光技术激光焊接热丝高强钢

镀锌钢光纤激光搭接焊添加铜粉的试验研究被引量：1: 2014年; 采用4kW光纤激光器对2片1.2mm厚H220YD镀锌钢板间添加不同质量分数铜粉进行了激光搭接焊.对工艺参数优化后所得到的焊接接头进行了焊缝表面成形、力学性能、断口形貌、成分分布和主要物相等分析.结果表明:添加铜粉质量分数为2.82%时,焊接接头的平均抗拉强度和延伸率分别为382.5MPa和32.5%;添加铜粉质量分数不大于3.46%时,拉伸断裂于母材,属于韧性断裂,而添加铜粉质量分数大于3.46%时,拉伸断裂于焊缝区,属于韧性断裂为主脆性断裂为辅的混合断裂;夹层铜粉的加入,改变了镀锌钢界面的元素分布及物相组成,焊接接头焊缝区域C,Al,Mn,Fe,Zn,Cu元素的混合区宽度较大;当添加铜粉质量分数为2.82%时,Cu元素变化比较稳定,因铜能固溶于锌中形成锌铜固溶体,起到很好的固溶强化作用,故增强了焊缝的强度;当添加铜粉质量分数为8.06%时,Cu元素会向热影响区扩散,易形成Cu5Zn8脆性金属间化合物,使得拉伸易断裂于焊缝区.; 张屹王刚刘西霞杨雄; 关键词：激光焊接

钛合金薄板激光对接焊温度场的数值模拟被引量：15: 2013年; 为了分析激光对接焊TC4钛合金薄板的焊接过程,以ANSYS软件为平台采用有限单元法建立了非线性瞬态热传导模型,模拟计算了焊接时的3维瞬态温度场;数值模拟过程中考虑了材料热物理性能参量的温度依存性,并利用APDL语言编程实现了移动高斯分布面热源模型的加载。结果表明,激光焊接过程中的温度场由非稳态到稳态,最终呈现出流星状的稳定分布,焊缝附近等温线密集,焊缝的热影响区小;模拟得到的焊缝形状与试验获得的焊缝形状相吻合;模拟获得的400℃临界温度以上区域的尺寸范围为42.00mm×10.56mm。该研究验证了模拟方法的正确性,为焊接保护装置设计提供了依据。; 刘西霞黄锐姚刚彭继忠张屹; 关键词：激光技术激光焊接温度场模拟 TC4钛合金

高强镀锌钢激光填粉焊接的粉末输送研究被引量：2: 2014年; 激光填粉焊接是一种高柔性化焊接加工技术,能有效降低激光焊接装配精度。使用自行开发的侧向送粉装置,基于粉末分布密度与图像灰度的相关性,测量分析粉束截面的粉末分布密度和粉末输送的有效性,并开展高强镀锌钢光纤激光填粉焊接的焊接工艺性及接头性能的研究。结果表明,粉末落点是决定粉末利用率的关键因素。以45°侧向送粉时,有效输送率最高的粉末落点为–1.75 mm。粉末落点过于靠近或远离激光束时均不利于金属粉末有效熔入熔池。粉末落点为–4 mm时,粉末利用率最高。焊缝中心铜的质量分数随着送粉速度的降低而线性减小。填充粉末能明显提高焊缝表面质量,细化热影响区晶粒,提高焊缝组织性能,同时提高了激光焊接间隙裕度,降低工件对激光焊接装配精度的要求。; 张屹徐磊刘西霞李庆福; 关键词：激光焊接

TC4钛合金加入铝夹层的激光焊接被引量：8: 2013年; 利用4kW光纤激光,对1.5mm厚TC4钛合金板试件进行了激光对接焊试验。在对接试件中间夹入0.08mm厚铝箔,通过调整工艺参数获得最佳焊缝成形。对比研究了加铝箔前后焊接接头的成形、金相组织、拉伸性能及显微硬度。结果表明,在TC4钛合金试件中添加铝箔中间夹层,能获得成形更好、拉伸强度更高的焊接接头;TC4钛合金/铝箔焊缝区显微硬度要明显高于未添加铝箔的焊缝区,两者相差近90kg/mm2;TC4钛合金/铝箔焊缝区晶粒更加细小,针状α′相组织细小,且呈现网篮状组织分布特征;两种焊接接头热影响区的显微硬度和显微组织差别不大。; 陈曦姚刚黄锐李飞陈根余; 关键词：激光焊接 TC4钛合金焊缝成形显微硬度

基于Level-Set方法的小孔及熔池动态形成数值模拟被引量：6: 2016年; 构建了激光深熔焊接三维混合态连续模型,模拟了固液界面过渡层的固、液态共存和熔池高于焊接表面的特征,并采用Level-Set方法追踪了气液界面的移动,计算得到了小孔和熔池的动态形成过程.结果表明,熔池在小孔前沿薄后沿厚,温度梯度在小孔前沿大后沿小,小孔及熔池前沿和后沿存在明显的非对称性;孔壁上蒸发的金属蒸气由孔壁流向小孔中轴线,且向孔外喷射;孔底吸收的激光功率密度最大,最高温度3 700 K位于孔底,高于汽化温度567 K;小孔形成的初期阶段孔深的变化较快,但随着小孔深度的增加,孔深变化速率逐渐下降.; 张屹刘西霞史如坤王霞杨雄; 关键词：激光深熔焊小孔熔池

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湖南省自然科学基金(12JJ2032)