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高功率光纤激光焊接不锈钢时的动态小孔行为与小孔不稳定性
摘要： 开发了一种三维数值模型，用于研究不锈钢光纤激光焊接中动态小孔行为及小孔不稳定性，该模型考虑了激光束的实时多次反射、绝热气泡模型和剪切应力。通过透明玻璃高分辨率辅助观察，直接获取了内部动态小孔行为与焊缝缺陷形成过程。数值模拟与实验结果表明：在不锈钢光纤激光焊接过程中，小孔宽度比深度更早达到准稳态。由于前壁小孔凸起反射激光能量导致后壁产生较大反冲压力，使得小孔底部及中部后壁发生严重变形。后壁因高表面张力压力与静水压力而坍塌。整个小孔坍塌归因于大深宽比小孔的毛细不稳定性及孔壁凸起的强烈流动。当激光功率增大时，小孔深宽比增加，导致毛细不稳定性加剧，同时前壁平均倾斜角度减小。
关键词： 气泡形成、动态匙孔行为、匙孔不稳定性、光纤激光焊接
更新于2025-11-28 14:24:20
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热输入对粉末冶金钼合金纤维激光焊接承插接头气孔缺陷的影响
摘要： 由于粉末冶金工艺带来的预存内部缺陷，多孔性缺陷仍是钼及其合金熔焊中的棘手问题。本研究采用光纤激光焊接纳米结构高强度钼（NS-Mo）合金端塞与包壳管，重点考察了焊接热输入的作用。通过计算机断层扫描（CT）和扫描电子显微镜（SEM）分析了焊缝中多孔缺陷的分布与形貌。初步结果表明：低热输入条件下激光焊接NS-Mo能显著减少熔合区多孔缺陷。CT检测显示当焊接热输入从3600 J/cm（即1200 W，0.2 m/min）降至250 J/cm（即2500 W，6 m/min）时，NS-Mo接头多孔率从10.7%降至2.1%。高热输入下的显著多孔缺陷与小孔失稳、熔池气泡膨胀合并有关，其中小孔失稳起主导作用；而低热输入时的多孔缺陷源于粉末冶金基材（BM）释放的气泡未及溢出逃逸。
关键词： 光纤激光焊接，钼合金，气孔缺陷，热输入
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光参数对铜焊缝拉伸剪切强度的影响
摘要： 汽车行业动力总成的电气化对高载流能力的电连接器提出了需求。这类连接器通常采用超声波焊接技术实现。若用激光焊接替代超声波焊接，可使焊带横截面积增大5倍，从而相应提升最大传输电流。横截面积的增加会导致加工过程中焊缝承受的载荷（至少5倍）升高。为降低热输入量，需最大化焊缝在剪切方向的强度?；诖硇允匝负谓峁梗?0×0.3 mm2），本研究探究了不同激光参数对搭接接头极限抗剪强度的影响，变量参数包括：激光波长（约1050 nm红外光+515 nm倍频光）、聚焦直径（42-300 μm）、基材不同热处理状态、工艺参数（激光功率0.6-4 kW与进给速度50-800 mm/s）及焊接策略（单道焊接、空间光束调制）。所用材料为Cu-ETP（纯度>99.9%铜）。所有测试参数下观察到的失效模式均为"熔合区断裂"。即使参数变化达到一个数量级，所有实验的极限抗剪强度仍维持在188 N/mm2左右，这与预期的激光参数与力学性能关系相矛盾，本文将对此差异展开讨论。
关键词： 承载能力、延性焊缝、摆动、光纤激光焊接、剪切强度
更新于2025-11-28 14:24:20
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Al-Si涂层对纤维激光焊接22MnB5钢显微组织和力学性能的影响
摘要： 对原始状态22MnB5钢（带Al-10wt.%Si涂层）进行对接配置的纤维激光焊接。研究了Al-Si涂层对微观结构转变及包括拉伸试验、疲劳试验和Erichsen杯突试验在内的力学性能的影响。发现带涂层焊接接头熔合区(FZ)存在铝富集(1.37wt%)铁素体，占比15%，而去除涂层接头熔合区几乎完全为马氏体结构。由于更高核平均取向差(KAM)值，应变局部化更易在马氏体/马氏体界面而非铁素体/马氏体界面聚集。带涂层焊接接头熔合区显微硬度较去除涂层接头降低50HV，但因断裂发生在母材(BM)，拉伸性能未受影响。带涂层焊接接头疲劳试样表现优于去除涂层试样，表明熔合区铁素体对循环载荷下的疲劳寿命具有积极影响。Erichsen杯突试验显示去除涂层与带涂层焊接接头具有相似的杯突值(5.60mm和5.67mm)。但铁素体对杯突试验产生相反效应：带Al-10wt.%Si涂层时变形所需峰值力下降35%。
关键词： 微观结构，铝硅涂层，力学性能，光纤激光焊接，22MnB5钢
更新于2025-11-28 14:24:20
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涂层22MnB5热冲压钢激光焊接及其对拼焊板生产影响的研究综述
摘要： 当前对高燃油效率、改进安全性和增强耐撞性能车辆的需求，正通过采用具有定制机械性能的高强度部件来满足——这些部件由激光拼焊板制成。在生产过程中，需?；づ髁媳砻婷馐苎趸屯烟加跋臁７阑ね坎惚挥糜诒；じ直砻妫渲新凉柰坎慊蛐炕坎阕钗Ｓ?。本文综述了用于生产激光拼焊板时，22MnB5级镀层钢激光焊接的最新技术进展及相关问题，总结了现有解决方案及其局限性，并探讨了未来研究潜力。
关键词： 光纤激光焊接、定制焊接坯料、22MnB5、锌涂层、热冲压钢、超高强度钢、铝硅涂层、热冲压件
更新于2025-09-23 15:21:01
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光纤激光深熔焊接过程中羽流波动与小孔动力学之间的相关性
摘要： 为揭示光纤激光深熔焊接过程中羽流的波动机制，采用多成像法同步观测了羽流与小孔的动态行为。结果表明：羽流波动周期与激光诱导蒸气沿小孔前壁（KFW）向下运动的周期一致；当激光诱导蒸气接近小孔出口时羽流倾角最大，随着蒸气向小孔前壁底部移动，羽流倾角逐渐减小。羽流波动与KFW上激光诱导蒸气动力的关联性不受焊接速度、激光功率及焦距等参数影响。进一步分析表明，激光光斑在小孔前壁上的周期性钻削行为是导致羽流周期性波动的主要原因。
关键词： KFW、羽流、光纤激光焊接、激光诱导蒸汽、波动
更新于2025-09-23 15:19:57
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光纤激光焊接对CoCrCuFeNi高熵合金溶质偏析及性能的影响
摘要： 研究了光纤激光焊接对CoCrCuFeNi高熵合金溶质偏析及性能的影响。对比分析了母材与熔合区的微观组织与力学性能。母材呈树枝晶结构，由于Cu与Fe、Co、Ni和Cr原子结合能较小，元素Cu偏聚于枝晶间。激光焊接后，熔合区中心主要为等轴晶，边缘区域则以垂直于熔合线取向的柱状晶为主。晶粒细化和熔池搅拌作用减轻了熔合区的Cu偏析。得益于细晶强化和沉淀硬化效应，熔合区的硬度和屈服应力较母材分别提高12.84%和26.87%。
关键词： CoCrCuFeNi，力学性能，光纤激光焊接，溶质偏析
更新于2025-09-23 15:19:57
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Cr2O3活性剂对纤维激光焊接不锈钢厚板焊缝过程动态行为及接头综合性能的影响
摘要： 本研究采用新型"三明治"方法结合高速摄像系统，实时监测了不锈钢厚板活化激光焊接过程中金属蒸气、等离子体、小孔及熔池的动态行为。同时从焊缝成形、力学性能、显微组织及元素分布等方面检测分析了试样焊接质量，探究了Cr2O3活性剂对试样焊接稳定性和质量的影响。结果表明：在试样表面进行适量活性剂涂覆能减弱并抑制小孔内外金属蒸气与等离子体的产生及剧烈变化，增加小孔深度，改善小孔形貌，减小熔池振荡幅度，延长小孔与熔池的变化周期，从而增强焊接过程稳定性，较好地抑制气孔和飞溅缺陷的产生，提高焊缝成形质量，增大焊缝熔深，细化焊缝区晶粒组织，减小热影响区宽度，提升接头强度与韧性，且焊接接头相对元素含量无明显变化。结论表明：试样表面涂覆Cr2O3活性剂能有效改善激光焊接不锈钢板的焊接性能。
关键词： 焊接质量，光纤激光焊接，等离子体形态，Cr2O3活性剂，熔池行为
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用填充材料的高功率光纤激光焊接
摘要： 当今工业界持续面临提升质量、可靠性、缩短生产周期并提高整体制造效率的挑战。这正推动各市场领域的制造商考虑采用光纤激光焊接技术，并探索焊接流程自动化的可能性，以提升一致性与零部件品质。另一驱动因素是劳动力结构的变化——要找到或培养出能稳定可靠地焊接铝材、钛材及高强度镍合金的技术工人十分困难，尤其在采用填充材料焊接时，基材在焊接过程中易出现气孔和裂纹问题，这一挑战尤为突出。
关键词： 光纤激光焊接、钛、填充材料、镍合金、铝、激光焊接
更新于2025-09-19 17:13:59
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光纤激光焊接过程中激光束与小孔前壁的动态相互作用
摘要： 在采用光纤激光匙孔焊接"三明治"试样时，观察到匙孔前壁（KFW）上存在一个亮点（由激光光束斑点中心诱导产生的金属蒸气），该现象揭示了激光束与匙孔前壁之间的相互作用。亮点的动态行为表明，匙孔的形成源于焊接过程中激光光束斑点中心对匙孔前壁的周期性钻削作用。焊接参数对钻削周期影响甚微。钻削速度随匙孔深度的增加先增大后减小，且在下一次钻削过程开始时，钻削速度尚未降至0 m·s?1。通过提高激光的线能量或功率密度可增大平均钻削速度。
关键词： 钥匙孔前壁（KFW）、钻进速度、相互作用、光纤激光焊接、周期
更新于2025-09-11 14:15:04