国家自然科学基金(51175008)
- 作品数：15 被引量：121H指数：8
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- 2198-T851铝锂合金激光填丝焊接工艺研究
- 2015年
- 2198-T851铝锂合金是一种密度低、比强度高、耐腐性能和低温性能良好的新型高强铝锂合金。采用6kw光纤激光器对1．8mm厚的2198-T851铝锂合金薄板进行对接焊。研究填充A1-Cu系2319焊丝时焊接工艺参数对焊缝成形与焊接热裂纹的影响，观察裂纹形貌，测试接头显微硬度与力学性能，并观察分析断口形貌。结果表明，激光焊接2198铝锂合金填充2319铝铜焊丝时，在合适的激光功率、焊接速度和送丝速度条件下，可获得成形良好、无热裂纹的焊缝，接头抗拉强度272MPa，伸延率1．6％，断裂发生在焊缝区，呈现韧性断裂特征。
- 林凯莉杨武雄黄婷肖荣诗
- 关键词：激光技术铝锂合金光纤激光焊缝成形热裂纹
- 薄板2524铝合金激光填丝焊接工艺及组织性能被引量：8
- 2014年
- 2524铝合金是具有优异损伤容限的新型航空高强Al-Cu-Mg合金.采用高功率光纤激光器焊接1.6 mm厚2524铝合金,研究了填充5087焊丝情况下,激光功率、焊接速度和填丝速度对焊缝成形、热裂纹倾向和焊缝显微组织的影响,优化焊接工艺参数,考察接头静态拉伸性能.结果表明,采用填充材料后,焊缝柱状枝晶生长方向性明显减小、晶粒细化、晶界共晶增多、热裂纹倾向降低.当激光功率为2.5 kW,焊接速度为2 m/min,填丝速度为2 m/min时,可获得成形良好、无缺陷的焊缝,接头抗拉强度达到313~324 MPa,拉伸断裂于接头熔合线附近,断口处有大量韧窝,呈韧性断裂特征.
- 蔡华林凯莉肖荣诗
- 关键词：光纤激光焊接
- 2060-T8/2099-T83铝锂合金T型接头双光束激光焊接工艺被引量：24
- 2013年
- 铝锂合金被认为是航空航天飞行器轻量化的理想材料之一。针对大型飞机整体壁板结构，采用高亮度固体激光器进行2 mm厚的2060-T8/2099-T83铝锂合金T型接头双光束焊接，研究了焊接气孔、裂纹和接头的力学性能。结果表明，焊前需至少去除0.15 mm厚的表面层，才能有效避免宏观氢气孔的产生；采用AlSi12焊丝和合适的坡口设计，可完全消除焊接热裂纹；接头环向拉伸强度可达385~415 MPa，为2060-T8铝锂合金蒙皮强度的82.5%；熔合区是接头最薄弱部位。
- 杨武雄张心怡肖荣诗
- 关键词：激光技术激光焊接铝锂合金气孔机械性能
- 2198铝锂合金激光填丝焊接接头腐蚀行为
- 2016年
- 2198铝锂合金具有密度低、力学性能好、比强度高、耐高温、可塑性强等优点,是航空航天领域理想的结构材料。针对2198铝锂合金填充ER4047 Al-Si焊丝激光焊接接头的显微组织及在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中的腐蚀行为进行研究。利用光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对焊接接头微观组织形貌、析出相的种类及分布研究的基础上,室温下采用浸泡实验法和电化学腐蚀法对母材和焊缝腐蚀行为进行了系统的研究。结果表明,2198铝锂合金母材组织较粗大,晶粒沿轧制方向生长,在粗大的组织中随机分布着尺寸在几百纳米左右的颗粒状和针状的T1相,而填充ER4047 Al-Si焊丝激光焊接后,热影响区极窄、焊缝组织细小、成分均匀、析出相的种类多样,呈等轴细晶状组织,靠近熔合线处组织呈垂直于熔合线生长的柱状晶。室温下在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中,焊缝和热影响区为均匀腐蚀,腐蚀斑点面积小、蚀点浅。母材为点蚀,随着浸泡时间增加,腐蚀斑点面积变大、蚀点加深。焊缝的开路电位、自腐蚀电位和极化电阻均高于母材,腐蚀电流密度则小于母材。
- 殷士焜吕俊霞肖荣诗
- 关键词：激光技术激光焊接
- 高功率光纤激光和CO_2激光焊接熔化效率对比被引量：15
- 2013年
- 采用IPG YLS-6000光纤激光器和Slab DC035CO2激光器,在近似相同的工艺条件下进行平板扫描焊接,通过Olympus光学显微镜测量焊缝横截面积,并计算熔化效率。结果表明:两种激光器焊接的熔化效率均随焊接速度先增加后减小,但是光纤激光焊接熔化效率峰值所对应的焊接速度要远远高于CO2激光焊接。进一步分析表明两种激光焊接熔化效率的差异与激光能量耦合的固有规律不同有关。因此,从焊接效率上考虑,光纤激光器更适合于高速焊接,而CO2激光器更适合于低速焊接。
- 邹江林吴世凯肖荣诗张心怡牛建强
- 关键词：激光技术光纤激光焊接CO2激光焊接吸收率
- 薄板铝合金高功率CO_2激光与光纤激光焊接飞溅特性对比分析被引量：20
- 2013年
- 铝合金激光深熔焊接飞溅影响焊接稳定性并部分反映激光焊过程特性.对比研究了CO2及光纤激光焊接6061-T6铝合金的飞溅特性,探讨了两种激光焊飞溅特性差异的原因.借助高速摄像仪记录飞溅运动特性,收集并测量焊接飞溅,采用X2检验和最小二乘法拟合飞溅速度及尺寸分布.结果表明,两种激光焊飞溅速度均服从高斯分布,飞溅尺寸均呈对数正态分布,但光纤激光焊飞溅统计平均速度更大,表明光纤激光焊时更需注重聚焦系统保护;光纤激光焊飞溅统计平均直径更小,拟合结果更服从对数正态分布,表明光纤激光焊过程比CO2激光焊过程更稳定.
- 蔡华肖荣诗
- 表面状态对2524铝合金激光焊接组织和结晶裂纹的影响被引量：10
- 2013年
- 2524铝合金是高抗损伤容限的新型航空高强铝合金。采用高功率光纤激光器焊接2mm厚2524铝合金,研究了原始包铝表面、去除包铝层表面氧化膜和去包铝层时的焊接结晶裂纹倾向,借助光学显微镜和电子显微镜分析了焊缝组织形态。结果表明,去氧化膜时结晶裂纹倾向最大,去包铝层后结晶裂纹倾向最小。不同表面状态对结晶裂纹的影响与焊缝组织晶粒大小、共晶形态及其数量密切相关。2524铝合金表面包铝层的存在稀释了焊缝合金元素,共晶数量较少,对裂纹"愈合"作用减弱,因此结晶裂纹倾向大;而包铝层表面氧化膜在焊接时卷入焊接熔池,成为异质形核核心,焊缝组织细小、晶界共晶分布不连续,从而可降低结晶裂纹倾向。
- 蔡华孔晓芳肖荣诗
- 关键词：激光技术光纤激光焊接显微组织
- 高功率光纤激光焊接羽辉对焊接过程的影响被引量：14
- 2014年
- 采用IPG YLS-6000光纤激光进行平板焊接实验。利用高速摄像观测羽辉的形态,通过超音速横向气帘在不同高度处抑制羽辉的高度,并测量熔宽和熔深,研究羽辉对焊接过程的影响。结果表明高功率光纤激光焊接羽辉可分为两部分:小孔口波动部分和类似于激光束聚焦形态的狭长形部分。当超音速横向气帘在距焊接板面5mm高度处抑制羽辉上升后,焊接熔深和熔宽分别提高约20%和缩小约24%;焊接过程的稳定性和焊缝表面成形也得到了很大提高。进一步分析表明,羽辉对光纤焊接过程产生了显著影响,其本质是羽辉中存在的微粒对光纤激光产生了显著影响。
- 邹江林李飞牛建强孔晓芳马然肖荣诗
- 关键词：激光技术光纤激光焊接微粒
- 5083铝合金光纤激光焊接工艺研究被引量：3
- 2013年
- 采用IPGYLS-6000光纤激光器焊接4mm厚5083-H116铝合金板，研究了焊接工艺参数对焊缝成形及缺陷的影响规律，分析了接头显微组织及力学性能。研究结果表明，激光功率、焊接速度及离焦量三者的匹配综合影响焊缝的熔透情况；光纤激光焊接5083铝合金的主要问题是表面下凹及咬边；在熔透条件下采用较高功率5kw及6kw，速度范围在6m／min^9m／min的光纤激光能够得到较为理想的焊缝；在零离焦、功率6kW及焊接速度9m／min的优化参数下，焊接接头中从熔合线至焊缝中心，结晶形态从细密的柱状晶逐渐转变为等轴树枝晶，并存在较明显的成分偏析；硬度测试表明焊缝区显微硬度存在波动，其平均值低于母材；接头抗拉强度为287MPa，约为母材的83．9％，屈服强度为227MPa，延伸率为3．57％，断裂位置位于焊缝区，断裂类型属韧性断裂。
- 孔晓芳李飞吴世凯杨武雄肖荣诗
- 关键词：激光技术光纤激光5083铝合金咬边
- 5083铝合金光纤激光填丝焊接工艺被引量：13
- 2014年
- 5083铝合金广泛应用于船舶、高速列车等制造领域。为了解决激光焊接对这类合金存在的凹陷和咬边问题,采用5087焊丝作为填充材料,对4mm厚的5083铝合金进行光纤激光焊接试验,分析了影响焊缝成形的主要因素,并对接头的组织、力学性能及断口特征进行了评价。研究结果表明:与自熔焊相比,填丝焊工艺参数为功率6kW,焊接速度7.5m/min,送丝速度4.5m/min,光丝间距1.0mm时能够消除焊缝表面的凹陷及咬边缺陷,获得成形饱满,组织细小的焊缝。填丝焊接头抗拉强度平均值为304MPa,约为母材的88%,比自熔焊提高了6.17%左右;延伸率平均为5.43%,比自熔焊提高了52%。拉伸后断于焊缝,断口呈现典型的韧性断裂特征。
- 孔晓芳李飞吕俊霞吴世凯肖荣诗
- 关键词：激光技术光纤激光焊接5083铝合金显微组织
