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钢与铝的激光-CMT复合焊接钎焊
摘要： 提出了一种结合冷金属过渡（CMT）电弧的激光穿透焊接-钎焊方法，用于改善5052铝合金与Q235低碳钢采用ER5356焊丝进行对接接头时的焊缝成形和界面反应不均匀性。研究了送丝速度、光束偏移量和焊接速度对焊缝成形、界面微观结构和接头抗拉强度的影响。该方法改善了对接激光焊接-钎焊中存在的咬边缺陷，获得了成形良好的接头并促进了界面反应的均匀分布。界面金属间化合物（IMCs）层由Fe2Al5和Fe4Al13组成，其厚度被控制在3-5 μm。焊缝显微组织由α-Al和Al3Mg2构成。随着送丝速度的增加，脆性IMCs层增厚导致抗拉强度下降。当焊接速度或光束偏移量增加时，IMCs层厚度减小但焊缝成形变差?？估慷认壬吆蠼档?，最高抗拉强度超过80 MPa，接头沿界面在IMCs层处断裂。
关键词： 金属间化合物，激光-CMT电弧复合焊-钎焊，异种金属焊接，低碳钢，铝合金
更新于2025-11-28 14:24:20
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带约束的激光切割优化模型：二氧化碳激光切割低碳钢时材料去除率的最大化
摘要： 要充分利用激光切割技术以低成本、高生产率实现优质切割的优势，就需要对激光切割参数进行优化。这意味着需要建立并求解不同的激光切割优化问题。本文建立了低碳钢CO?激光切割的优化模型，将激光切割优化问题明确表述为一个包含五类非线性约束（等式、不等式及范围约束）的单目标优化问题。研究目标是确定激光切割参数值，在最大化材料去除率的同时，兼顾与熔渣形成、切缝宽度、垂直度偏差、表面粗糙度及切断能量相关的实际工艺约束条件。通过开展两种不同分辨率的交叉实验设计，建立了六个数学模型用于优化问题的构建。为求解该问题，采用穷举迭代搜索算法——因其能确保在给定输入变量值的离散空间中找到最优解。通过解决一个针对炉具行业零件切割的激光切割参数优化实际案例，验证了所开发激光切割优化模型的实用价值及所采用优化方法的有效性。
关键词： 低碳钢，二氧化碳激光切割，优化模型，材料去除率，非线性约束
更新于2025-09-23 15:19:57
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临界区热影响区微观结构与微合金钢激光焊接接头韧性
摘要： 研究了X70低碳管线钢激光焊接接头的微观组织。激光焊接后的高冷却速率以及铁素体-珠光体母材中碳元素的非均匀分布，导致临界区（ICHAZ）形成微硬度升高区域（最高达650 HV）。这些区域由细小分散的退化上贝氏体、细长状且占比小的板条贝氏体边界粗大马氏体-奥氏体组元以及孪晶马氏体组成。临界区中高含量的马氏体-奥氏体组元（10-16%）、残余应力，以及熔合区中沿马氏体板条边界分布碳化物夹层的枝晶状马氏体结构，是焊接试样夏比冲击功急剧下降的主要原因。通过退火处理，激光焊缝的高微硬度降至320 HV，脆性得到改善。同时，在临界区中，退化上贝氏体和马氏体-奥氏体组元区域发生分解，分别形成回火索氏体和Fe2C与Fe3C碳化物。退火后焊缝的夏比冲击功较未退火焊缝提高一倍，脆性-韧性转变温度降至-60°C。
关键词： 韧性、热影响区、结构、激光焊接、低碳钢
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过共聚焦激光扫描显微镜评估断裂面延展性
摘要： 迄今为止，尚未有一个普遍公认的定量参数能同时满足两个要求：既可靠表征整个断口的延性特征，又可相对快速地测量。这一现状显著影响了断口形貌分析的客观性——该分析方法的有效性仍高度依赖于专家的经验与技能。最新研究表明，归一化断口面积值Rs可作为衡量断口延性的指标。该参数可通过定量共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）进行评估。本研究测定了低碳钢试样在200至-196°C温度范围内断裂表面的Rs值（该温区内钢材会发生伴随断裂模式由延性向脆性转变的韧脆转变）。研究发现Rs值呈现S型温度依赖性，在100至-100°C区间出现急剧下降。结果表明Rs值与断口形貌密切相关：随着断口脆性增加，Rs值同步降低。
关键词： 定量断口形貌学、归一化表面积、共聚焦激光扫描显微镜、低碳钢、断裂表面
更新于2025-09-12 10:27:22
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低压环境对低碳钢激光束焊接过程中飞溅的影响
摘要： 在使用高功率圆盘激光器和光纤激光器进行焊接时，某些工艺现象可能严重制约这些激光器技术优势的充分发挥，其中之一就是强烈飞溅的产生。为明确导致飞溅的机理，特别是其与环境压力的关联，研究人员在1至0.01巴的环境压力范围和1至20米/分钟的焊接速度范围内，对低碳钢焊缝进行了测试。结果显示：所有压力等级下，飞溅材料导致的重量损失与焊接速度均呈现特征性关联，并在特定速度出现明显峰值；但低压环境下该峰值显著降低且对应更低的速度。焊缝截面几何数据测量证实：低速焊接时焊缝深度随压力降低而增加；高速焊接时则观察到熔深减小，而焊缝横截面积基本保持恒定，表明输入能量与环境的压力无关。这些数据用于研究小孔前沿移动台阶的作用，以及金属蒸气对分离熔滴动量/能量传递的影响机制。
关键词： 激光焊接、减压、真空、低碳钢、飞溅
更新于2025-09-12 10:27:22