国家自然科学基金(51175165)
- 作品数：15 被引量：77H指数：7
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- 相关机构：湖南大学大族激光科技产业集团股份有限公司成都飞机工业(集团)有限责任公司更多>>
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- 相关领域：金属学及工艺电子电信一般工业技术更多>>
- 光纤激光焊接工艺参量对底部驼峰的影响被引量：3
- 2015年
- 为了研究高功率光纤激光焊接工艺参量对底部驼峰倾向的影响,采用单一变量方法研究了激光功率、焊接速度、离焦量、下表面保护气体流量及焊接方位的变化对底部驼峰的影响。结果表明,随激光功率的增加,底部驼峰倾向先加大后减小;焊接速率提高时,底部驼峰高度先增加后减小,驼峰间距明显减小;离焦量在0mm附近时,底部驼峰倾向较大;适当的下表面保护气体流量有助于减小底部驼峰倾向,最佳流量为15L/min;焊接方位为60°时,一定程度上可减小底部驼峰倾向。优化后的工艺参量合理,可有效地消除底部驼峰。
- 周聪夏海龙陈根余李时春黎长邹
- 关键词：激光技术激光焊接
- 激光深熔焊细长小孔数值模拟与试验研究被引量：2
- 2015年
- 为了准确模拟焊接过程中小孔的瞬态形成过程,采用水平集法追踪小孔气/液界面,运用混合理论处理固/液相变,建立了气、液、固三相耦合模型。该模型综合考虑了表面张力、浮力、反冲压力、固/液间摩擦力、潜热、对流以及辐射等影响因素,数值计算得到小孔演变的动态过程和孔内外金属蒸汽行为。模拟发现,小孔形貌瞬态变化,前后壁凹凸变形,逐渐趋于稳定,孔径约为1mm;金属蒸汽与小孔相互影响,最大蒸汽速率为5.3m/s。采用改进的"三明治"方法进行激光焊接实验验证,实验结果与模拟结果相吻合。结果表明,水平集法追踪小孔自由界面在激光深熔焊模拟中具有良好的适用性。这为小孔的研究提供了理论依据。
- 陈根余陈晓锋周聪李时春廖生慧
- 关键词：激光技术数值模拟
- 10kW级光纤激光厚板焊接表面塌陷的试验研究被引量：8
- 2014年
- 针对12mm厚的SUS 304不锈钢板的大功率光纤激光焊接过程中,焊缝表面容易出现塌陷的问题,利用高速相机及"三明治"焊接方法拍摄了熔池的流动状况。讨论了焊接位置和焊接速度以及底部驼峰的形成对表面塌陷的影响,研究了塌陷产生的原因。结果表明:从水平焊接位置到竖直焊接位置的过程中,表面塌陷平均深度逐步减小。焊接速度越小,小孔前沿孔壁上"凸台"越大,表面塌陷越严重。底部驼峰的形成,导致熔池熔融金属不足,形成表面塌陷。
- 陈根余周宇张明军李时春
- 关键词：激光技术激光焊接厚板
- 错边量对车用镀锌钢光纤激光焊接性能的影响被引量：5
- 2012年
- 为了研究错边量变化对车用镀锌钢光纤激光对接焊焊接性能的影响,采用正交试验,获得无错边状态下的最优焊接参量,在该最优参量下进行了不同错边量的焊接接头的表面、截面形貌分析,以及显微硬度、接头力学性能和金相组织测试,还研究了对接间隙对临界错边量的影响。结果表明,当错边量小于或等于0.30mm(约板厚的17%)时,焊缝表面成形良好;焊缝区和热影响区显微硬度高于母材;焊缝拉伸强度优于母材,且拉伸试验均断裂在母材区;错边量的变化对金相组织无明显影响;对接间隙的变化对最大允许错边量值有很大影响。
- 陈根余蔡兴谭力鹏李时春张明军
- 关键词：激光技术激光焊接错边量
- 厚板不锈钢万瓦级激光焊接缺陷抑制研究被引量：8
- 2018年
- 第三代核电技术中,堆内核心构件堆芯围筒的焊接制造技术是一个急需攻克的难题,由于工件尺寸大,尺寸精度要求高,需探索采用万瓦级激光焊接一次成形技术,此前这类产品的激光单道焊接在国内外尚无成功的案例。对万瓦级光纤激光深熔焊接厚板焊接缺陷的抑制方法进行了研究。结果表明,离焦量是万瓦级光纤激光深熔焊接厚板过程中一个关键工艺参数。负离焦时,匹配优化离焦量和焊接速度可以有效抑制缺陷获得成形良好的全熔透焊缝;背保护气体不仅改善了焊缝下表面成形,同时改善了焊缝上表面成形使整个焊缝截面呈"I"型;侧吹气体射流辅助激光深熔焊接,可以较好抑制钉子头焊缝和上表面飞溅的产生;采用横焊焊接方位时,可以有效抑制焊缝塌陷与底部驼峰的产生。成功实现了15kW光纤激光单面自熔焊接双面成形18mm厚不锈钢,并实际应用于焊接生产堆芯围筒。
- 陈根余陈飞陈飞周聪张明军毛帅
- 关键词：激光深熔焊接厚板离焦量
- 高功率激光焊接SUS304不锈钢数值模拟与试验研究被引量：4
- 2014年
- 针对高功率激光焊接SUS304不锈钢形成"钉子头"型焊缝缺陷的原因进行数值模拟,并通过试验进行对比。首先,利用COMSOL Multiphysics4.3a有限元软件建立了激光焊接熔池流动和传热耦合的三维模型。模型考虑Marangoni力、浮力和潜热共同耦合的熔池传热和流体流动,通过添加源项处理过渡区固-液相变问题。其次,分析了Marangoni对流对温度场、流场及熔池形貌的影响机制。最后,基于模型对SUS304不锈钢进行了激光深熔焊接试验。结果表明:Maragoni对流是导致上表面高温熔融金属液向熔池边缘流动,致使熔宽增加,从而形成"钉子头"型焊缝的原因。试验结果与模拟结果基本吻合,焊接速度从25 mm/s降低至10 mm/s,熔宽和熔深均增加,熔合线曲率越大,"钉子头"型焊缝越突出。
- 陈根余廖生慧周聪李时春陈晓锋
- 关键词：数值模拟
- 高功率光纤激光深熔焊接小孔特征直接观测被引量：1
- 2015年
- 为了解决深熔焊接小孔难以直观观测的难题,提出改进的"三明治"方法,并对10 kW光纤激光深熔焊接小孔进行了直观观测,观测到激光深熔焊接清晰的小孔内壁及沿着孔壁的液体流动.对小孔前沿壁上流动的液体"台阶"及其伴随的流体动力学和蒸汽现象进行了同步观测.观测了金属微滴脱离小孔壁过程及所导致的蒸汽爆发现象.采用光谱仪对小孔内部光谱信号进行了精确探测并计算了孔内光致等离子体特征参数.试验结果表明:小孔壁的流体动力学行为对焊接缺陷的产生具有决定性影响.
- 张明军陈根余毛聪周宇
- 关键词：光纤激光激光深熔焊接
- 大功率光纤激光厚板自熔焊焊缝表面质量改善研究被引量：12
- 2013年
- 在高功率光纤激光焊接厚度为12mm的SUS 304不锈钢板的过程中,熔池无法在其自身重力、表面张力、蒸气反冲力等作用力的共同作用下保持动态平衡,熔池内液态金属流动剧烈,使得穿透焊时焊缝表面成型质量较差,容易出现飞溅、表面塌陷以及底部驼峰等焊接缺陷的问题。在确定焊接功率及正面保护种类及气流量等工艺参数的情况下,采用改变单一变量的方法,讨论了焊接速度、离焦量、背面保护气流量以及对接间隙的变化对焊缝表面质量的影响。结果表明:合理的工艺措施可有效改善焊缝质量,优化参数后的焊缝表面光滑、均匀,后续加工量小。拉伸试验表明韧性断裂发生在母材处,而且远离焊缝,最大拉伸应力为809MPa,对应的应变为64%。
- 陈根余周宇张明军陈晓锋廖生慧
- 关键词：激光技术激光焊接
- 掺杂V对LiNH_2解氢性能的第一原理计算被引量：1
- 2013年
- 采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了V元素掺杂对LiNH2的电子结构和解氢性能的影响。计算结果显示,V元素掺杂LiNH2晶体模型的负合金形成热减少,LiNH2体系结构的稳定性减弱,合金化增强了体系的解氢能力。Mulliken集居数、电子态密度与电子密度的进一步分析发现:掺杂V以后,通过电荷补偿,N与H之间离子性相互作用增强,共价性相互作用减弱;费米能级(EF)处键峰值增大,能隙ΔEH-L变窄,LiNH2的解氢能力提高。
- 袁江宋新华卢端敏候德政
- 关键词：电子结构
- 5A06铝合金光纤激光-MIG电弧复合焊接研究被引量：8
- 2016年
- 激光-电弧复合焊接是一类稳定、可靠、加工效率高的新型制造技术,急需在国内工业制造领域进行推广应用。基于标准正交试验设计方法,分析探讨了4mm厚5A06高强铝合金光纤激光-MIG电弧复合焊接的表面成形规律与气孔特性。实验结果表明,工艺参数对试样熔深的影响由大至小依次为焊接速度、电弧焊接参数、离焦量、激光功率、光丝间距。实验参数为焊接速度25mm/s、离焦量+2mm、送丝速度9m/min、电流123A、电压23V、激光功率3kW、光丝间距3mm时,可获得良好的试样表面成形。相比铝合金纯激光填丝焊接,稳定的光纤激光-MIG电弧复合焊接无需对母材进行精细的氢来源控制和复杂的焊接前后处理,即可有效地减少甚至完全消除铝合金试样的接头氢气孔。抑制气孔的机理主要从优化熔池流动行为、增强熔池小孔稳定性、降低熔池凝固速率三方面考虑。
- 周逸凡陈根余张焱李时春蒋翼
- 关键词：激光-电弧复合焊接5A06铝合金气孔
