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中厚板激光-电弧复合焊拼板坡口的选用

金属加工（热加工） 2024年第9期 64-68页

作者：张辉伍道亮师金凤游玉强屈江艳招商重工(江苏)有限公司江苏南通226100

研究了船用中厚板采用激光-电弧复合焊拼板时,焊接坡口的选择方法。对20mm厚EH36船用钢进行焊接,对比Y形、带钝边的U形、带钝边的复合坡口3种形式的激光-电弧复合焊缝成形,以及不同钝边高度和坡口角度激光-电弧复合焊焊缝成形的差异。... 详细信息

研究了船用中厚板采用激光-电弧复合焊拼板时,焊接坡口的选择方法。对20mm厚EH36船用钢进行焊接,对比Y形、带钝边的U形、带钝边的复合坡口3种形式的激光-电弧复合焊缝成形,以及不同钝边高度和坡口角度激光-电弧复合焊焊缝成形的差异。分析不同坡口对激光-电弧复合焊焊缝成形、坡口制备难易度、焊接层数的影响。结果表明:采用Y形、带钝边的U形、带钝边的复合坡口这3种形式进行激光-电弧复合焊,均可得到较好的激光-电弧复合焊焊缝成形。考虑坡口形式对坡口制备的难易度、对焊接层数的影响,得出Y形坡口最优。当钝边高度值相同时,若一定程度上增大坡口角度,则利于激光-电弧复合焊焊缝正面的成形。当坡口角度相同时,一定程度上降低钝边高度,利于激光-电弧复合焊焊缝反面的成形。

关键词：中厚板激光-电弧复合焊拼板坡口

激光-电弧复合焊在坡口中的等离子体耦合行为

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中国激光 2022年第2期49卷 56-65页

作者：周建邵晨东崔海超唐新华芦凤桂上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

研究了在坡口中进行复合焊时激光和电弧的耦合行为,结果表明:当光丝间距为2 mm时,激光和电弧能够持续耦合,但熔池表面波动剧烈,焊接飞溅较大,表面成形较差;当光丝间距为4 mm时,激光和电弧等离子体出现周期性耦合,熔池表面波动较小,焊缝... 详细信息

研究了在坡口中进行复合焊时激光和电弧的耦合行为,结果表明:当光丝间距为2 mm时,激光和电弧能够持续耦合,但熔池表面波动剧烈,焊接飞溅较大,表面成形较差;当光丝间距为4 mm时,激光和电弧等离子体出现周期性耦合,熔池表面波动较小,焊缝表面成形较好。出现周期性耦合主要是因为焊丝熔化后先填充坡口,造成电弧下方液体堆积,激光作用区域和电弧作用区域的高度不在同一水平面上,使得实际光丝间距大于4 mm,激光和电弧不耦合;当堆积液体达到一定高度后,在重力和表面张力作用下液体向激光作用区域流淌,液面趋于水平,实际光丝间距接近4 mm,激光和电弧等离子体连接在一起,再次发生耦合。当光丝间距大于6 mm时,激光和电弧不发生耦合。

关键词：激光技术激光-电弧复合焊低合金高强钢坡口耦合机理

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激光-电弧复合焊焊缝合金元素分布的研究

中国激光 2015年第4期42卷 202-209页

作者：赵琳塚本进荒金吾郎张岩田志凌中国钢研科技集团有限公司新冶高科技集团有限公司北京100081 物质·材料研究机构筑波305-0047 中国钢研科技集团有限公司北京100081

激光-电弧复合焊接相对激光焊接的优势之一是通过焊接材料的添加,调整焊缝的合金元素成分,改善焊缝组织与性能。焊接材料添加的合金元素在焊缝中的均匀分布是体现激光-电弧复合焊接这一优势的关键。然而,对于窄而深的激光-电弧复合焊焊... 详细信息

激光-电弧复合焊接相对激光焊接的优势之一是通过焊接材料的添加,调整焊缝的合金元素成分,改善焊缝组织与性能。焊接材料添加的合金元素在焊缝中的均匀分布是体现激光-电弧复合焊接这一优势的关键。然而,对于窄而深的激光-电弧复合焊焊缝,实现合金元素的均匀分布是非常困难的。研究了焊接工艺参数对CO2激光-熔化极气体保护(GMA)复合焊焊缝合金元素分布的影响规律,并讨论了熔池流动行为与合金元素分布均匀性的关系。结果表明,随着焊接速度的减小,CO2激光-GMA复合焊焊缝合金元素的分布趋向于均匀分布;随着坡口间隙的增大,焊缝合金元素均匀程度越高。焊接方向为激光在前时,激光-电弧复合焊接熔池流动为内向流动时(即熔池表面从熔池后部向小孔流动,并且小孔后沿液体向下流动),焊缝合金元素分布较均匀,其均匀性高于焊接方向为电弧在前时的情况。焊接方向对焊缝合金元素分布的影响规律主要取决于电弧拖拽力和熔滴对熔池冲击力的方向。当焊接方向为激光在前时,电弧拖拽力和熔滴对熔池冲击力指向小孔方向,促进了熔池内向流动。

关键词：激光光学激光-电弧复合焊合金元素分布焊接速度焊接方向熔池流动

高氮钢激光-电弧复合焊焊缝成形多元非线性回归模型

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机械工程学报 2015年第8期51卷 67-75页

作者：孙硕刘双宇贾冬生张宏刘凤德长春理工大学机电工程学院长春130022 内蒙古第一机械制造集团有限公司包头014032

基于响应面法设计方法,进行Nd:YAG激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas welding,MAG)复合焊高氮钢的平板堆焊试验,获得焊缝熔深、熔宽、余高数据,采用逐步回归法筛选出对焊缝形貌影响显著的因子,建立多元非线性数学回归模型,通... 详细信息

基于响应面法设计方法,进行Nd:YAG激光-熔化极活性气体保护焊(Metal active gas welding,MAG)复合焊高氮钢的平板堆焊试验,获得焊缝熔深、熔宽、余高数据,采用逐步回归法筛选出对焊缝形貌影响显著的因子,建立多元非线性数学回归模型,通过方差分析和回归分析得出该回归模型的R2分别如下:熔深H为0.932,熔宽W为0.915,余高A为0.910,P>F值均小于0.001。模型分析结果表明激光功率、焊接电流、电弧电压和热源间距四个因素的主效应和交互作用对焊缝形貌有着很大的影响,其中对熔深影响最大的主效应是激光功率,交互效应是激光功率与电弧电压;对熔宽影响最大的主效应是焊接电流和电弧电压,交互效应是焊接电流与热源间距、电弧电压与热源间距和激光功率与电弧电压;对余高影响最大的主效应是焊接电流,交互效应是电弧电压与热源间距。试验验证结果表明模拟结果和试验结果相吻合。

关键词：激光-电弧复合焊响应面法数学回归模型高氮钢

激光-电弧复合焊技术在长输管道焊接中的研究进展

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焊接 2022年第9期 43-49页

作者：邓俊皮亚东陈建爽石晓松闫臣秦伟中国石油天然气管道科学研究院有限公司河北廊坊065000 曹妃甸新天液化天然气有限公司河北唐山063000 中国石油管道局工程有限公司第四分公司河北廊坊065000

重点介绍了国内外管道激光焊接技术的发展,对不同类型激光器的激光-电弧复合焊技术在油气长输管道焊接上的研究进展和应用进行了详细回顾。结果表明,CO_(2)激光器和闪光灯触发的Nd:YAG激光器由于传输方式和效能的不利因素,不适于油气管... 详细信息

重点介绍了国内外管道激光焊接技术的发展,对不同类型激光器的激光-电弧复合焊技术在油气长输管道焊接上的研究进展和应用进行了详细回顾。结果表明,CO_(2)激光器和闪光灯触发的Nd:YAG激光器由于传输方式和效能的不利因素,不适于油气管线长途作业,而高能Yb光纤激光技术推进了激光-电弧复合焊接技术在管道焊接现场应用的步伐;同时,对目前该技术在应用中存在的问题进行了总结分析;最后对激光-电弧复合焊技术在管道焊接上的应用前景进行了展望。激光-电弧复合焊技术已在试验室条件下成功焊接了管径1219 mm、钝边高度8 mm的X80钢管,焊缝外观和焊缝力学性能均能满足长输管道焊缝合格标准要求,但后续为适用长输管道现场焊接,还需进行焊接工艺现场适应性试验。

关键词：激光-电弧复合焊管道全位置焊接

激光—电弧复合焊7075-T6铝合金接头软化行为研究

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激光—电弧复合焊7075-T6铝合金接头软化行为研究

作者：余啸合肥工业大学

学位级别：硕士

时效强化型7075-T6铝合金熔化焊后，接头会出现严重的“软化”现象。其中气孔是影响接头服役性能的重要因素之一。但长期以来，由于受技术条件和分析手段的限制，人们只能从断口或X射线探伤获得气孔较为粗略的统计结果，部分研究结论甚... 详细信息

时效强化型7075-T6铝合金熔化焊后，接头会出现严重的“软化”现象。其中气孔是影响接头服役性能的重要因素之一。但长期以来，由于受技术条件和分析手段的限制，人们只能从断口或X射线探伤获得气孔较为粗略的统计结果，部分研究结论甚至还有矛盾之处。本文不仅通过常规测试手段，如静载拉伸试验、金相观察（OM）、扫描电子显微技术（SEM/EDS）、透射电子显微技术(TEM)，而且还首次利用上海高能同步辐射光源(SSRF)等先进的材料研究手段，深入分析了激光-电弧复合焊7075-T6铝合金接头的软化机理，并建立了基础的强度理论模型，从不同角度深入揭示了接头静强度下降的原因。基于同步辐射光源，还首次给出了接头区强化元素的分布图，如Zn和Cu的含量分布图及焊缝中心气孔三维分布图。主要研究结论如下： (1)复合焊焊接接头的抗拉强度大约为母材的53%，软化较为严重，整个接头强度最弱的部位在焊缝中心。 (2)由于熔池温度过高导致Zn元素蒸发烧损及在熔池凝固过程中Cu元素发生严重逆偏析，致使热影响区的强化元素要高于焊缝中心。 (3)复合焊焊接接头的弹性模量略高于母材，可能是由于化学成分、微观结构、焊缝几何形貌及残余应力分布不均匀导致。 (4)复合焊焊接接头中气孔尺寸范围从小于0.01μm到大约107μm，通过Schwartz-Saltykov方法建模评估了气孔对于静强度的破坏性。 (5)建立了7075-T6复合焊对接接头强度的数学模型，并以此表达了弹性模量、气孔率及焊接热输入之间的定量关系。该数学模型的计算结果与试验结果有很好的一致性。 (6)气孔对接头静强度影响较小，而焊接热输入致微观组织改变和强化元素损失是接头静强度降低的主要原因。

关键词：铝合金激光-电弧复合焊软化行为气孔率强度模型

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激光-电弧复合焊卷接板焊缝成形机理研究

金属加工（热加工） 2023年第9期 87-94页

作者：顾勇黄瀚轩张培磊上海汇众汽车制造有限公司上海200122 上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620

采用激光电弧复合焊的工艺方法,对厚度3mm、弯曲90°的Q355高强钢卷接板实施对接焊工艺试验。试验采用控制变量法,固定工艺参数,改变卷接板的对接间隙及错边来分析其对卷接板焊缝质量的影响。此外,研究了激光功率、焊接速度、送丝速度... 详细信息

采用激光电弧复合焊的工艺方法,对厚度3mm、弯曲90°的Q355高强钢卷接板实施对接焊工艺试验。试验采用控制变量法,固定工艺参数,改变卷接板的对接间隙及错边来分析其对卷接板焊缝质量的影响。此外,研究了激光功率、焊接速度、送丝速度对不同对接接头条件下焊缝深宽比大小的影响。激光-电弧复合热源兼具了激光热源的大熔深与宽焊缝的优点,且焊接速度与激光焊接近,远高于电弧焊。结果表明:当功率为4.5kW时,对接间隙应激光功率至5.0kW,但错边量应<1.5mm。

关键词：激光-电弧复合焊高强钢卷接板

激光-电弧复合焊热源相对位置对焊接接头组织与性能影响规律研究

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材料开发与应用 2018年第1期33卷 36-42页

作者：马晓阳李治薛钢吴艳明中国船舶重工集团公司第七二五研究所河南洛阳471023

采用20 mm厚EH36钢板堆焊试验研究了激光-电弧复合焊热源相对位置对焊缝宏观形貌、组织、元素烧损和性能的影响规律。结果表明,与电弧引导激光焊接相比,激光引导电弧焊接的焊缝熔深小、熔宽大、熔合比小、焊道对称性差、合金元素烧损率... 详细信息

采用20 mm厚EH36钢板堆焊试验研究了激光-电弧复合焊热源相对位置对焊缝宏观形貌、组织、元素烧损和性能的影响规律。结果表明,与电弧引导激光焊接相比,激光引导电弧焊接的焊缝熔深小、熔宽大、熔合比小、焊道对称性差、合金元素烧损率小、显微硬度相对较低;激光引导电弧焊接时,焊缝区晶粒向熔池表面中心生长、晶粒相对粗大,电弧引导激光焊接时,晶粒向着焊缝中心生长、晶粒相对细小,这主要是由于两种热源相对位置不同使得进入焊缝的总能量和熔池流动方向不同造成的。

关键词：激光-电弧复合焊热源相对位置合金元素烧损率显微组织性能

激光-电弧复合焊与MAG焊接头组织性能对比研究

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吉林省教育学院学报（中旬） 2015年第8期31卷 142-143页

作者：黄鑫孙博文王成龙庚润吉林大学材料科学与工程学院吉林长春130022

选用S355J2H作为试验材料,将激光-电弧复合焊接头与传统的MAG焊接头的微观组织进行对比分析,结果表明:复合焊由于热输入量小,晶粒明显细化。拉伸试验结果表明:两种焊接工艺的接头屈服强度、抗拉极限和延伸率均高于母材的下限值。

关键词：激光-电弧复合焊 MAG焊组织及拉伸性能