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大型邮轮薄板激光复合焊接数值模拟与参数分析

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船舶工程 2023年第9期45卷 13-19,25页

作者：李亮峰罗柽李超胡小才喻军张延松上海交通大学薄板结构制造研究所上海200240 上海外高桥造船有限公司上海200137

近年来,邮轮建造中越来越多地使用4 mm~8 mm薄板结构以减小生产和运营成本。薄板的大量使用使得焊接变形问题更加严重,因此激光复合焊接等热输入小的焊接方式在邮轮等薄板船舶上的需求不断提高。然而,由于国内邮轮制造业和船舶激光复合... 详细信息

近年来,邮轮建造中越来越多地使用4 mm~8 mm薄板结构以减小生产和运营成本。薄板的大量使用使得焊接变形问题更加严重,因此激光复合焊接等热输入小的焊接方式在邮轮等薄板船舶上的需求不断提高。然而,由于国内邮轮制造业和船舶激光复合焊接工艺起步晚,对激光复合焊接中的关键参数与焊缝成型等的关系研究不足。文章建立邮轮薄板激光复合焊接的热弹塑性模型,并结合试验结果对焊接速度、激光功率、光丝间距、送丝速度、基电流和峰电压等关键焊接参数对焊缝成型的影响进行探究。结果表明:激光参数和电弧参数通过影响2种热源之间的协同效应来影响焊缝形貌;送丝速度和峰电压对余高等焊缝特征尺寸的影响较大,当送丝速度过大时,会加剧气孔等缺陷的产生。

关键词：大型邮轮激光复合焊接数值模拟对接焊缝

2205双相不锈钢激光复合焊接接头组织与耐蚀性研究

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2205双相不锈钢激光复合焊接接头组织与耐蚀性研究

作者：蔡磊江苏科技大学

学位级别：硕士

2205双相不锈钢是一种具有优良性能的不锈钢,其强度高、耐蚀性好,被广泛应用在使用条件苛刻的环境中。然而材料在经过焊接后,焊接接头的组织与母材会产生很大的差异,因此研究接头组织与耐蚀性的关系具有重要的意义。本课题通过调节激光... 详细信息

2205双相不锈钢是一种具有优良性能的不锈钢,其强度高、耐蚀性好,被广泛应用在使用条件苛刻的环境中。然而材料在经过焊接后,焊接接头的组织与母材会产生很大的差异,因此研究接头组织与耐蚀性的关系具有重要的意义。本课题通过调节激光与熔化极惰性气体保护焊(MIG)的焊接参数,双热源同时作用复合焊接2205双相不锈钢,得到不同组织的焊接接头,并对焊接接头进行力学性能和耐蚀性能测试。通过对焊接接头进行金相观察发现:焊缝组织中,在厚度方向上,奥氏体相逐渐减少;并且在焊缝中下部相界和铁素体基体以及热影响区会析出有害相;此外,热输入的增加会适当提高焊缝中奥氏体的含量,但是接头中奥氏体整体含量一般会低于50%。拉伸测试结果表明,焊接接头的强度较母材略有下降,同时对断口进行分析发现,在焊缝中,部分铁素体相受晶内析出相的影响发生准解理断裂。硬度测试结果表明:焊缝金属硬度有所降低,热影响区硬度稍微增加;出现这种情况是因为在焊缝中,焊丝会填入一定量的Ni,从而降低了硬度,同时接头中的N由于高温作用会有一定的烧损,降低固溶强化作用;在热影响区(HAZ)由于晶粒的长大,导致硬度增加。动电位扫描测试结果表明,焊接接头的耐蚀性比母材低,而接头耐蚀性薄弱区域在热影响区位置;此外,焊接接头的点蚀电位与母材相近而保护电位明显低于母材,这说明接头点蚀再钝化能力较差。临界点蚀温度和动电位扫描测试结果表明,焊接接头的临界点温度比母材要低,并且接头中组织均匀性越差,临界点蚀温度越低。通过扫描电镜(SEM)观察发现:接头中点蚀发生的部位在各区域有明显差别,在没有析出相的部位,点蚀主要发生在奥氏体相上,并且会向铁素体相中扩展;在含有大量析出相的部位,点蚀主要在析出相部位产生。不同温度下的Mott-Schottky(M-S)测试结果表明,焊接接头在3.5%NaCl溶液中表面钝化膜完整性与母材相近;在不同的外加电位下,钝化膜会表现出不同的半导体特性;同时,在不同焊接接头的相似部位,奥氏体含量越高,钝化膜中载流子浓度越大,点蚀越易发生。此外,适当的温度可以促进钝化膜的生长,提高耐蚀性,并且温度的增加对钝化膜内载流子浓度没有影响,但是会提高钝化膜的平带电位,使得耐点蚀性能下降。

关键词： 2205双相不锈钢激光复合焊接组织点蚀钝化膜半导体特性

激光复合焊接7020铝合金组织及性能的演变研究

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激光复合焊接7020铝合金组织及性能的演变研究

第二十次全国焊接学术会议

作者：胡雅楠吴圣川张思齐焦汇胜付亚楠西南交通大学牵引动力国家重点实验室上海交通大学材料科学与工程学院中国科学院上海应用物理研究所上海光源(SSRF)

基于光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、上海同步辐射光源、电子背散射衍射技术（EBSD）、显微硬度计、拉伸力学性能测试及有限元仿真研究了填充焊丝为ER5356的光纤激光-脉冲MIG复合焊2 mm厚7020铝合金接头的微观组织与力学行为.分析... 详细信息

基于光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、上海同步辐射光源、电子背散射衍射技术（EBSD）、显微硬度计、拉伸力学性能测试及有限元仿真研究了填充焊丝为ER5356的光纤激光-脉冲MIG复合焊2 mm厚7020铝合金接头的微观组织与力学行为.分析表明:时效态T651的7020铝合金复合焊接头的焊缝区为粗大的等轴树枝晶,熔合线为粗大的柱状晶,母材为典型的轧制态组织,紧邻熔合线存在一定范围的等轴细晶区;焊接接头的抗拉强度约为260MPa,屈服强度约为213MPa,延伸率约为4.8%,接头强度系数为0.7;焊缝中心硬度最低,为75HV,约为母材的62.5%,这主要是强化元素Zn的蒸发烧损和再分布所致,焊趾区微小咬边是导致接头破坏和寿命降低的重要原因.

关键词： 7020铝合金激光复合焊接织构同步辐射X射线有限元模拟

来源： cnki会议评论

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大型激光复合焊接设备

焊接学报 2019年第7期 2-2页

中国航空制造技术研究院率先在国内开展激光焊接和复合焊接的技术研究,研究成果已广泛应用在航空、航天和电子等工业生产。大型激光复合焊接设备配备先进的焊缝跟踪系统,采用高功率激光和电弧复合焊接、数控机床和机器人复合方式,可以... 详细信息

中国航空制造技术研究院率先在国内开展激光焊接和复合焊接的技术研究,研究成果已广泛应用在航空、航天和电子等工业生产。大型激光复合焊接设备配备先进的焊缝跟踪系统,采用高功率激光和电弧复合焊接、数控机床和机器人复合方式,可以实现大型零件的激光焊接、激光送丝焊接、激光电弧复合焊接等功能,是市场上生产效率高、功能强大的制造装备之一。

关键词：激光复合焊接激光焊接

激光复合焊接高速列车7020铝合金疲劳性能和损伤分析

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数字通信世界 2018年第3期 80-80页

作者：胡寻新中车青岛四方机车车辆股份有限公司

本文主要对激光复合焊接高速列车7020铝合金疲劳性能及损伤进行了全面的分析,为激光复合技术在铝合金焊接方面的使用提供良好的技术储备及数据支持。最后对焊接的接头进行性能测试,通过测试结果表示焊接接头的成型较为良好,没有明显的... 详细信息

本文主要对激光复合焊接高速列车7020铝合金疲劳性能及损伤进行了全面的分析,为激光复合技术在铝合金焊接方面的使用提供良好的技术储备及数据支持。最后对焊接的接头进行性能测试,通过测试结果表示焊接接头的成型较为良好,没有明显的未融合及气孔等缺陷,接头有软化现象。在频率交变应力和等幅共同作用的时候,载荷的应力就会增加,焊接接头的疲劳寿命就会缩短。

关键词：激光复合焊接高速列车铝合金疲劳性能损伤

通快中国技术日——太仓激光复合焊接应用实验室开幕

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金属加工（热加工） 2012年第14期 I0002-I0002页

通快及其合作伙伴伏能士共同建立了激光复合焊接应用实验室。

关键词：激光复合焊接实验室应用技术中国合作伙伴

船用高强度钢Q355的激光复合焊接工艺的探究与优化

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舰船科学技术 2021年第2期43卷 205-207页

作者：张瑜江苏联合职业技术学院无锡交通分院

在船舶制造过程中,为使船体达到足够的强度,需要使用强度级别较高的Q355钢,这种钢材的屈服强度为355 MPa。由于强度过高,采用常规的方法进行焊接时,尽管能够达到船级社的要求,但在实际操作中发现,焊接件表面会出现各种质量缺陷,这在一... 详细信息

在船舶制造过程中,为使船体达到足够的强度,需要使用强度级别较高的Q355钢,这种钢材的屈服强度为355 MPa。由于强度过高,采用常规的方法进行焊接时,尽管能够达到船级社的要求,但在实际操作中发现,焊接件表面会出现各种质量缺陷,这在一定程度上导致焊接质量下降。激光复合焊接是一种先进的技术工艺,通过该工艺对Q355钢进行焊接,能够避免上述缺陷,并提升焊接作业效率。为发挥出该工艺的作用,应当对其中的关键参数进行优化,从而满足焊接需要。

关键词：船舶高强度钢激光复合焊接参数优化

低功率YAG激光-熔化极气体弧焊复合焊接电弧等离子体行为研究

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中国激光 2009年第12期36卷 3167-3173页

作者：刘黎明黄瑞生曹运明大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024

采用高速摄像机、电流电压采集仪及光谱分析仪分别研究低功率YAG激光-熔化极气体弧焊(GMAW)复合焊接过程中的电弧形态、电压特点及局部电子温度、密度变化。在此基础上,运用等离子体热力学平衡理论分析复合焊接电弧等离子体的行为特征... 详细信息

采用高速摄像机、电流电压采集仪及光谱分析仪分别研究低功率YAG激光-熔化极气体弧焊(GMAW)复合焊接过程中的电弧形态、电压特点及局部电子温度、密度变化。在此基础上,运用等离子体热力学平衡理论分析复合焊接电弧等离子体的行为特征。试验表明,低功率YAG激光吸引、压缩GMAW电弧,提高电弧局部区域的电子温度至(15400±900)K,电子密度至(1.265±0.101)×1017cm-3,降低了GMAW热源输出电压,促进了焊接电弧等离子体局部热力学平衡(LTE)的建立。

关键词：激光技术激光复合焊接电弧等离子体发射光谱电子温度与电子密度局部热力学平衡

基于原位SEM的激光-MIG复合焊接7075-T6铝合金疲劳裂纹扩展行为

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焊接学报 2016年第5期37卷 85-88,133页

作者：常丽艳宋西平张敏吴圣川北京科技大学新金属国家重点实验室北京100083 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

通过扫描电镜原位观察激光复合焊接头各区裂纹的扩展行为.结果表明,焊缝各区组织的不同使得疲劳裂纹扩展行为发生明显改变,疲劳裂纹位于焊缝中心时,裂纹总体沿着垂直于载荷主轴的方向扩展;疲劳裂纹位于热影响区时,裂纹大致成"Z"字型路... 详细信息

通过扫描电镜原位观察激光复合焊接头各区裂纹的扩展行为.结果表明,焊缝各区组织的不同使得疲劳裂纹扩展行为发生明显改变,疲劳裂纹位于焊缝中心时,裂纹总体沿着垂直于载荷主轴的方向扩展;疲劳裂纹位于热影响区时,裂纹大致成"Z"字型路径进行扩展;疲劳裂纹在焊缝中心和热影响区扩展时都存在二次裂纹;疲劳裂纹在母材区扩展时,呈现出单一和典型的裂纹扩展模式.此外,通过原位SEM观察获得不同循环周期下的裂纹扩展长度,进而推算得到7075-T6铝合金接头各区内疲劳裂纹扩展速率的Paris公式.

关键词： 7075-T6铝合金焊接接头疲劳裂纹原位SEM观察激光复合焊接