史平安
,
万强
,
庞盛永
,
颜怡霞
,
许恒
材料热处理学报
为了准确的模拟出激光深熔焊接中小孔的动态变化过程,根据小孔内激光的能量吸收机制,采用Particle Level Set方法和有限差分模型的光线追踪法来描述小孔对激光能量的吸收作用,建立了描述激光深熔焊接过程中熔池动态行为和小孔瞬态演化行为的三维数值模型.动态模型中考虑了菲涅耳吸收、蒸发潜热、凝固/熔化潜热和熔池内液态金属的耦合对流传热等物理因素,以及反冲压力、表面张力和热毛细力等力学因素的影响.通过对30CrMnSiA钢激光焊接过程的数值模拟,得到了动态焊接过程中小孔深度的变化规律和小孔的形貌特征、能量分布特征.研究表明,小孔动态演化过程可分为3个阶段:小孔深度线性增长阶段、振荡增长阶段和高频振荡阶段.不同阶段小孔的振荡方式和程度不同,进而造成小孔的形貌和孔壁的能量密度分布也不同.而小孔的振荡也是焊接不稳定性和缺陷形成的重要原因.
关键词:
激光深熔焊
,
光线追踪法
,
小孔稳定性
,
数值模拟
许超
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李铸国
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孟威
,
郭晓军
机械工程材料
采用高功率CO2激光器对6mm厚5083铝合金板进行深熔焊接制备了T型搭接接头，探讨了激光功率、焊接速度、离焦量及侧吹气体流量对焊缝成形性能的影响。结果表明：随着激光功率的增加和焊接速度的降低，焊缝熔深、熔宽与结合处宽度随之增加，焊缝成形性能先提高后降低；离焦量、侧吹气体流量对焊缝尺寸影响不大，但选择不当会形成焊缝缺陷；当激光功率为10kW，焊接速度为1100mm·min^-1，离焦量为-2mm，侧吹气体流量为28L·min^-1时，焊缝成形良好，可得到较好的铝合金搭接T型接头。
关键词:
激光深熔焊
,
铝合金
,
T型接头
,
焊缝成形性能
潘峰
,
崔丽
,
钱伟
,
贺定勇
,
魏世忠
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00077
采用双光束光纤激光热源对1.5 mm厚5083铝合金和1.8 mm厚304不锈钢异种合金搭接接头进行了激光深熔焊接工艺实验,研究了光束相对位置对接头焊缝成形、界面组织及接头力学性能的影响.结果表明,在无任何填充材料条件下,采用双光束激光进行铝合金/不锈钢异种合金激光深熔焊接能够获得良好的焊缝表面成形,小能量分光束在前的接头界面金属间化合物(IMC)厚度相对较薄.接头界面纳米硬度测试结果表明,IMC层平均硬度为9.61 GPa,且明显高于不锈钢母材(4.12 GPa)和铝合金母材(1.09 GPa).接头拉伸断裂于铝合金/不锈钢IMC界面层.小能量分光束在前的接头获得机械抗力大于分光束在后的接头.
关键词:
铝合金/不锈钢异种合金
,
双光束
,
激光深熔焊
,
金属间化合物(IMC)
史平安
,
万强
,
庞盛永
,
陈鑫
,
莫仲海
材料热处理学报
为了准确地模拟出激光深熔焊接中小孔的动态变化过程,根据小孔内激光能量的传输过程和吸收机制,采用光线追踪法来描述小孔对激光能量的多重反射吸收作用,建立了基于光线追踪的热源模型,分析了工艺因素对30CrMnSiA钢激光深熔焊接过程中瞬态小孔的深度振荡和熔池流动行为的影响.结果表明,激光焊接过程中熔池的小孔深度呈周期性变化并伴有高频振荡特征,而小孔的振荡是焊接不稳定性和缺陷形成的重要原因.而随着激光功率的增大,小孔深度增大,小孔深度达到相对稳定状态的时间缩短.小孔深度达到相对稳定状态时,小孔振荡的幅度随激光功率的增加而增大.在对不同工艺条件下熔池的温度场、流场和小孔的动态演化过程对比的基础上,进一步探索了焊缝气孔的形成机理,并提出了减少焊缝气孔和增强小孔稳定性的新思路.
关键词:
激光深熔焊
,
气孔
,
形成机理
,
数值模拟
张建勋
,
宋旭
,
郑莉
稀有金属材料与工程
针对TC4钛合金CO2激光深熔焊接接头具有组织性能非线性大梯度特征,并对其塑性损伤行为产生影响的科学问题,采用多试样拉伸试验法研究其非线性塑性损伤行为,提出采用金相法检测的微孔洞体积分数以表征塑性损伤程度.结果表明:TC4钛合金激光深熔焊接头的塑性损伤过程表现为微孔洞的产生与聚合；微孔洞体积分数沿焊接接头从焊缝、热影响区(HAZ)至母材呈非线性分布；激光焊接接头的焊缝、HAZ和母材的微孔洞长大规律和施加应力与显微组织有关,在应力较小时,粗大的晶粒尺寸使得焊缝损伤大于HAZ损伤,而在应力较大时,晶内微孔洞使得HAZ损伤大于焊缝；而且随着施加应力的增大,HAZ中的微孔洞体积分数增长速度比焊缝快.
关键词:
激光深熔焊
,
微孔洞损伤
,
TC4钛合金
