研究目的
通过研究激光功率调制、多道次重熔及锆(Zr)添加对气孔缺陷数量、尺寸和分布的影响,解决纳米级Ce2O3掺杂钼合金(NC-Mo)薄壁管与端塞激光环焊缝中的严重气孔缺陷问题。
研究成果
研究得出结论:增加焊接循环次数可显著降低熔池区孔隙率,且在熔池区添加微量锆元素能进一步抑制气孔生成。熔池区气孔可分为不规则形状的匙孔诱导气孔和球形冶金诱导气孔,后者可能源于母材中预先存在的某些杂质元素(包括氧和氢)。
研究不足
该研究聚焦于NC-Mo合金薄壁管与端塞激光焊接接头的孔隙缺陷问题,但未深入探讨焊接速度、热输入等其他因素对孔隙缺陷的影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用X射线计算机断层扫描(XCT)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱(RS)分析不同工艺条件下焊接接头的孔隙特征。
2:样品选择与数据来源:
实验使用NC-Mo合金薄壁管与端塞试样。
3:实验设备与材料清单:
IPG YLS-4000多模光纤激光器、YXLON Y.CT Modula无损检测设备、Nikon Eclipse MA200光学显微镜、VEGA II XMU扫描电子显微镜(SEM)、JEM-200CX透射电子显微镜(TEM)及LabRAM HR Evolution拉曼光谱仪。
4:实验流程与操作步骤:
基于L9(33)正交试验设计,在恒定功率与脉冲调制激光功率下进行焊接试验,焊后通过无损检测获取熔池区孔隙缺陷的数量、形貌及分布。
5:数据分析方法:
根据XCT结果计算激光焊接接头的孔隙率与孔径尺寸。
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IPG YLS-4000 multimode fiber laser
YLS-4000
IPG
Used for welding with the maximum output power of 4 kW.
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YXLON Y.CT Modula
Y.CT Modula
YXLON
Used for nondestructive detection to get the number, morphology and distribution of porosity defects in FZ.
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Nikon Eclipse MA200 optical microscope
Eclipse MA200
Nikon
Used to observe the microstructure of the cross section of the welded joint.
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VEGA II XMU scanning electron microscope
VEGA II XMU
Used to observe the microstructure of the cross section of welded joint and the elementary composition of inner surface of pores.
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JEM-200CX transmission electron microscope
JEM-200CX
Used to analyze the precipitated phase in FZ.
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LabRAM HR Evolution
LabRAM HR Evolution
Used for Raman spectrum analysis.
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