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激光功率对铝制换热器钎焊接头性能及微观组织的影响

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热加工工艺 2015年第17期44卷 170-172页

作者：尹燕刘花茎张瑞华龙晓斌兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050 中国钢研科技集团有限公司北京100081 中山市奥美森工业有限公司广东中山442000

为了改善焊接生产环境,减小能源消耗,提高生产效率,利用小功率光纤激光器对铝制空调换热器进行激光钎焊试验研究,分析了激光功率对钎焊接头性能及微观组织的影响。结果表明:钎焊接头成型良好,焊缝熔合线长度合格;液态钎料的润湿铺展性... 详细信息

为了改善焊接生产环境,减小能源消耗,提高生产效率,利用小功率光纤激光器对铝制空调换热器进行激光钎焊试验研究,分析了激光功率对钎焊接头性能及微观组织的影响。结果表明:钎焊接头成型良好,焊缝熔合线长度合格;液态钎料的润湿铺展性能随着激光功率增加而显著改善;接头通过基本耐压性能试验及气密性检验的合格率均随激光功率增大而增加;钎焊接头由焊缝区、界面区及母材组成,焊缝主要由α(A1)固溶体及针状或树枝状共晶Si组成,界面区为单相α(Al)固溶体;随着激光功率增大,焊缝晶粒略有长大。

关键词：空调换热器激光钎焊微观组织气密性

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激光填丝钎焊温度场数值模拟仿真研究

激光与红外 2021年第6期51卷 742-746页

作者：王昌周忠锋内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010

为提高车身顶板和侧板之间激光填丝钎焊的质量,研究钎焊热传导规律,建立了镀锌钢板卷边对接模型、CuSi3为钎料进行数值模拟仿真分析,考虑材料热物理属性、相变潜热以及热对流等问题的前提下采用双椭球激光热源模型进行热分析。探究了激... 详细信息

为提高车身顶板和侧板之间激光填丝钎焊的质量,研究钎焊热传导规律,建立了镀锌钢板卷边对接模型、CuSi3为钎料进行数值模拟仿真分析,考虑材料热物理属性、相变潜热以及热对流等问题的前提下采用双椭球激光热源模型进行热分析。探究了激光填丝钎焊温度随时间的变化规律,不同区域对温度的敏感程度以及不同功率下焊接熔池的温度场分布,为激光填丝钎焊提供了理论模型,对进一步探索钎焊成形质量具有推动作用。

关键词：激光钎焊卷边对接温度场数值模拟

脉冲激光逐层钎焊金刚石—镍铬合金成形工艺与金刚石热损伤研究

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脉冲激光逐层钎焊金刚石—镍铬合金成形工艺与金刚石热损伤研究

作者：周磊湖南科技大学

学位级别：硕士

激光钎焊作为一种先进的钎焊工艺,因其具有高可操作性、高能量密度、加热区域小等优点,可用于制备结合强度高的金属结合剂金刚石砂轮。现有的激光钎焊主要使用连续激光器,而连续激光器的激光功率高,输入的能量多,高温会对金刚石造成一... 详细信息

激光钎焊作为一种先进的钎焊工艺,因其具有高可操作性、高能量密度、加热区域小等优点,可用于制备结合强度高的金属结合剂金刚石砂轮。现有的激光钎焊主要使用连续激光器,而连续激光器的激光功率高,输入的能量多,高温会对金刚石造成一定的热损伤。基于脉冲激光钎焊时的低能量输入的优势,将其应用到金刚石钎焊过程中,以减小金刚石在逐层钎焊中的热损伤。然而,现有的脉冲激光钎焊制备金刚石砂轮主要针对单层钎焊工艺和钎焊层温度场的变化情况,对脉冲激光钎焊表面成形质量、金刚石的温度变化和热损伤的研究较少。本文对脉冲激光钎焊金刚石-镍铬合金进行研究,通过射线追踪技术计算合金粉末对激光的吸收率,建立体热源模型模拟脉冲激光钎焊过程,研究金刚石在钎焊过程中的温度历程,分析不同工艺参数对金刚石温度的影响规律;结合实际钎焊试验,总结工艺参数对钎焊层表面质量和金刚石热损伤程度的影响规律。最后对钎焊层进行磨削实验,对比分析不同损伤程度金刚石磨损形态及磨耗磨损比。具体的研究内容包括以下几个方面:(1)通过对脉冲激光钎焊金刚石-镍铬合金进行温度场仿真,研究脉冲激光工艺参数与不同排布方式对金刚石的最高温度和高温持续时间的影响规律,为后续试验提供理论基础。(2)开展脉冲激光钎焊金刚石与镍铬合金单因素试验,对比研究不同工艺参数对单道和单层钎焊表面质量的影响,通过优选单道和单层钎焊的工艺参数,进行逐层钎焊试验,制备表面成形质量较好的多层钎焊层,检测钎焊层力学性能,为提高钎焊层表面质量提供参数建议。(3)开展脉冲激光钎焊金刚石与镍铬合金正交试验,对不同损伤形貌的金刚石进行拉曼光谱检测,结合检测结果,建立金刚石热损伤评价体系,分析工艺参数对金刚石热损伤的影响规律,同时,对金刚石温度场及钎焊试验结果进行总结分析,为钎焊时减小金刚石热损伤提供指导。(4)为研究不同损伤程度的金刚石对磨削性能的影响,分别开展热损伤程度低、中等和高的单层与多层钎焊层磨削试验,对磨削后的金刚石进行观察,分析不同损伤程度的金刚石磨削后的磨损形态。同时,根据磨耗磨损比量化分析金刚石损伤程度对磨削效率的影响规律,为制备热损伤小,磨削性能优良的金刚石砂轮提供工艺基础。

关键词：激光钎焊数值模拟表面成形质量金刚石热损伤磨耗磨损

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Sip/Al复合材料激光填丝钎焊工艺

电焊机 2017年第1期47卷 26-30,62页

作者：张泽群黄煜华檀财旺陈波李俐群冯吉才哈尔滨工业大学(威海)山东省特种焊接技术重点实验室山东威海264209 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

采用激光填丝钎焊对2 mm厚高体份(体积分数75%)Sip/Al复合材料接头进行连接。研究不同工艺参数(光斑、坡口形式、热输入)下的焊缝成形特征,观察接头的组织形貌,对不同热输入条件下的接头进行力学性能评价。结果表明:采用圆形光斑,开60°... 详细信息

采用激光填丝钎焊对2 mm厚高体份(体积分数75%)Sip/Al复合材料接头进行连接。研究不同工艺参数(光斑、坡口形式、热输入)下的焊缝成形特征,观察接头的组织形貌,对不同热输入条件下的接头进行力学性能评价。结果表明:采用圆形光斑,开60°V型坡口,脉冲焊接模式适合该复合材料的焊接,焊缝成形较好。焊缝组织的演变与母材熔入的Si增强相含量密切相关。焊接接头的最大抗拉强度为42.4 MPa,达到母材的67%。试件断裂方式主要有两种:线能量较小时连接状况较差,熔合区易发生断裂;线能量较大时焊缝缺陷较多,易发生断裂。

关键词：激光钎焊 Sip/Al复合材料焊缝成形组织

不同光斑模式的CO_2激光在镀锌板钎焊连接中的应用

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应用科技 2009年第6期36卷 8-11页

作者：封小松南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏南京210016

为了获得CO2激光填丝钎焊镀锌钢板的工艺特性,对CO2激光进行了光束成形,分别研究了圆形光斑、双焦点光斑和矩形光斑3种光斑模式下的镀锌板激光填丝钎焊工艺特点与接头质量.结果表明,采用双焦点的CO2激光光斑加热,钎焊过程适应性增加,并... 详细信息

为了获得CO2激光填丝钎焊镀锌钢板的工艺特性,对CO2激光进行了光束成形,分别研究了圆形光斑、双焦点光斑和矩形光斑3种光斑模式下的镀锌板激光填丝钎焊工艺特点与接头质量.结果表明,采用双焦点的CO2激光光斑加热,钎焊过程适应性增加,并可获得良好的焊缝成形,同时提高激光能量利用率;矩形光斑钎焊可降低镀锌层烧损,但焊接适应性和激光能量利用率降低.通过改变CO2激光的光束能量分布,可以替代Nd∶YAG激光进行镀锌板的连接.

关键词：镀锌钢板激光钎焊双焦点光斑矩形光斑

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铍材钎焊熔池动态行为的影响因素研究

机械工程学报 2011年第14期47卷 76-82页

作者：史平安赵朋成莫军武传松郝志明中国工程物理研究院结构力学研究所绵阳621900 青岛科技大学机电工程学院青岛266061 山东大学材料科学与工程学院济南250061

在综合分析激光钎焊的焊缝形状特征和热源作用特点的基础上,根据流体力学和传热学原理,建立瞬态熔池三维数值分析模型和混合热源分布模型,模型考虑熔池液态金属对流传热、熔池外工件的固态导热、焊接过程中的相变潜热、侧吹气流方式、... 详细信息

在综合分析激光钎焊的焊缝形状特征和热源作用特点的基础上,根据流体力学和传热学原理,建立瞬态熔池三维数值分析模型和混合热源分布模型,模型考虑熔池液态金属对流传热、熔池外工件的固态导热、焊接过程中的相变潜热、侧吹气流方式、对接界面的结构几何特性以及材料热物理性能参数随温度变化等因素。利用Visual Fortran语言编写数值分析程序,分析相变潜热、侧吹气流和对接间隙等对熔池内流场和温度场分布的影响。研究表明,相变潜热的影响不是总可以忽略的,尤其是在移动热源作用下相变潜热的影响比固定热源更为突出。侧吹气流主要是通过改变熔池内液态金属的流动状态进而影响到熔池的三维形态,因此,选择合适的吹气方式能够有效地提高激光钎焊的稳定性和焊深。间隙的存在造成温度场分布不连续造成熔池形状呈'钉头'形,考虑间隙时计算得到的熔池形状与试验结果吻合更好。

关键词：铍材激光钎焊熔池流体流动传热

超声振动与激光加热耦合条件下Al基钎料在TiNi形状记忆合金表面润湿铺展行为

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材料工程 2016年第3期44卷 66-71页

作者：李红陶博浩栗卓新郭福北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

采用一种超声辅助激光钎焊的方法,对低熔点的Al基钎料在TiNi形状记忆合金合金表面进行了润湿性实验。研究结果表明:随超声时间增加,钎料铺展面积先增大后减少,润湿角先减小后增大。钎料润湿前沿存在Al2Si,Al3Si,AlSi等相,钎料熔滴中心... 详细信息

采用一种超声辅助激光钎焊的方法,对低熔点的Al基钎料在TiNi形状记忆合金合金表面进行了润湿性实验。研究结果表明:随超声时间增加,钎料铺展面积先增大后减少,润湿角先减小后增大。钎料润湿前沿存在Al2Si,Al3Si,AlSi等相,钎料熔滴中心靠近界面处,AlSi和AlSiTi相的晶粒尺寸及其中Si元素的含量均随超声时间增加而逐渐增大;随着激光功率的降低,钎料铺展面积逐渐降低,润湿角逐渐增大,在钎料熔滴中心靠近界面处生长出宽度小于10μm的AlSi(Ti,Ni)金属间化合物。当超声振动时间为1.0s,激光功率470W,母材表面粗糙度为0.03μm时,实验获得的最大铺展面积为106.45mm2,最小润湿角为16°。

关键词：超声振动激光钎焊钎料 TiNi形状记忆合金润湿

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提高钎焊金刚石工具质量的研究进展

金刚石与磨料磨具工程 2010年第3期30卷 31-35,40页

作者：王琳李云东王栋河南农业大学机电工程学院郑州450002

详细地介绍了当前国内外钎焊工具的研究进展,主要包括:钎料组分选用,激光钎焊,表面镀覆金刚石的采用,钎焊工艺条件的优化,磨粒均匀/有序排布的实现,钎焊内应力的消除等,最后提出了目前亟待解决的问题。文中对众多的钎料合金,按照钎焊结... 详细信息

详细地介绍了当前国内外钎焊工具的研究进展,主要包括:钎料组分选用,激光钎焊,表面镀覆金刚石的采用,钎焊工艺条件的优化,磨粒均匀/有序排布的实现,钎焊内应力的消除等,最后提出了目前亟待解决的问题。文中对众多的钎料合金,按照钎焊结合的实现原理,分成了两大类,即碳化钛类和碳化铬类,比传统的以合金组分划分显得更为简单而清晰。在新工艺方面着重介绍了采用激光束作为热源进行钎焊,激光钎焊加热速度快,能有效降低金刚石石墨化进程,而且能避免整体加热时工件易变形的特点。

关键词：钎焊金刚石工具钎焊合金激光钎焊钎焊内应力

金刚石颗粒-金属粉末的CO_2激光烧结机理研究

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金刚石与磨料磨具工程 2009年第4期29卷 18-23页

作者：钟如涛秦应雄唐霞辉杨卫红武汉钢铁(集团)公司研究院武汉430080 华中科技大学光电子科学与工程学院武汉430074

采用高功率横流CO2激光光束、60%Cu-15%Sn-10%Ni-15%Ti(质量分数)合金钎料和保护氩气在45#钢板表面钎焊金刚石颗粒。研究了钎料厚度、激光功率、激光扫描速度、离焦量对钎焊层的影响,分析了钎焊层的微观组织结构,讨论了其冶金结合机理... 详细信息

采用高功率横流CO2激光光束、60%Cu-15%Sn-10%Ni-15%Ti(质量分数)合金钎料和保护氩气在45#钢板表面钎焊金刚石颗粒。研究了钎料厚度、激光功率、激光扫描速度、离焦量对钎焊层的影响,分析了钎焊层的微观组织结构,讨论了其冶金结合机理。结果表明:在激光功率850W、扫描速度9mm/s、光斑直径3mm、负离焦、激光钎焊粉料的厚度为0.5mm时,可获得金刚石颗粒、钎料合金、金属基体三者具有最佳结合性能的钎焊层;金刚石表面可能生成了TiC层,钎焊样品没有明显的缺陷,钎焊层、金刚石和钢板有较高的结合强度。

关键词：金刚石颗粒激光钎焊性能结合机理