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双相钢激光-电弧复合焊接的实验开发及其与激光焊和气体金属电弧焊的比较
摘要： 双相DP600钢已广泛应用于多种汽车结构，激光焊接是连接不同部件的标准方法。本研究对比了激光焊接、弧焊（GMAW）及激光-电弧复合焊接的微观组织与力学性能。激光焊与复合焊在微观组织和力学性能方面表现相当，均能形成合格且韧性良好的焊缝。激光焊与复合焊的最大延伸率非常接近，约为14%，接近母材数值。而GMAW因马氏体回火软化导致延伸率较低，因此作为焊接工艺不可接受。
关键词： 混合激光-气体金属电弧焊、气体金属电弧焊、双相钢、激光束焊接
更新于2025-11-28 14:24:20
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采用自熔激光束焊接和激光-MIG复合焊接工艺制备的商业纯钛接头强化机制研究
摘要： 在本研究中，为深入理解商用纯钛（CP-Ti）焊缝的强化机制，对4.2毫米厚CP-Ti板材分别进行了自熔激光束焊接和激光-MIG复合焊接，并系统研究了显微组织、织构分布与力学性能之间的关联。热影响区（HAZ）和焊缝区（WZ）均观察到显微组织粗化及显微硬度提升。拉伸试验结果表明，在两种焊接条件下母材均为接头薄弱环节。EBSD观测证实，两种焊接接头的HAZ和WZ均出现大量{1012}和{1122}孪晶晶粒，且激光-MIG复合焊接头中该类孪晶晶粒浓度更高。高浓度孪晶晶界能在变形过程中阻碍位错滑移，从而增强焊缝强度。HAZ和WZ中极小孪晶晶粒与针状α相的存在会等效降低平均晶粒尺寸，依据霍尔-佩奇定律导致强度提升。此外，两种焊接接头的母材平均施密特因子均高于WZ和HAZ，表明变形时晶界滑移更易发生在母材中，因此两种焊接接头试样在拉伸测试中断裂和颈缩均出现在母材区域。
关键词： 纹理、机械性能、激光-MIG混合焊接、强化机制、商业纯钛、激光束焊接、微观结构
更新于2025-11-28 14:24:20
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钛对钼激光焊缝晶界强度的影响及钎焊层形成与强化机制
摘要： 钼在核能领域具有巨大的应用潜力，但其熔焊接头晶界脆化限制了实际应用。本研究选用钛作为合金元素来降低钼"包壳-端塞"承插接头激光焊缝的脆性，同时采用钎焊工艺增强接头强度。通过两种方法的结合，制备出与母材等强且水压爆破压力达60MPa的接头。分析表明：钛加入焊缝后能与游离氧结合形成TiO?，减少晶界表面的MoO?含量——氧和MoO?正是导致钼晶界脆化的主因。此外，利用钼的高熔点和导热性，预置于承插接头管与棒之间的钛箔在焊接过程中熔化形成冶金结合，从而进一步提升接头承载能力。
关键词： 激光束焊接、钛、钎焊、钼、晶界脆化
更新于2025-11-28 14:24:20
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利用光学相干断层扫描技术对高亮度激光束源进行在线焊缝深度测量
摘要： 由于电驱动应用中对激光焊缝深度精确定义的需求日益增长，过程在线监测与控制的重要性也随之提升。为应对工艺数据采集的挑战，本文提出采用新型传感器概念实现高亮度激光源深熔焊过程的监测。实验表明，通过对比传感器测量的材料表面距离与小孔底部距离，光学相干断层扫描（OCT）可用于焊缝深度测量。本研究首次将该测量原理应用于高聚焦激光束源的焊接过程观测：首先开展预实验研究入射角、材料及焊缝几何形状对传感器信号质量的影响，使用聚焦直径320μm的多模光纤激光器时，测量结果显示铝与铜存在显著特性差异；随后将这些测量信号特性发现应用于光斑直径仅55μm的单模光纤激光焊接，其OCT测量光束光斑直径约50μm（略小于单模加工光束）。通过多样化测试确定了该测量方法的极限性能，结果表明OCT技术能同时适用于多模激光与高聚焦单模激光的焊缝深度在线监测，并识别出材料特异性熔池动力学、特征反射与吸收特性等多种信号影响因素。
关键词： 高亮度激光束源、焊缝深度测量、光学相干断层扫描、激光束焊接
更新于2025-11-28 14:24:20
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钼合金激光焊接接头熔合区因固体渗碳而增强的机械性能
摘要： 钼（Mo）无法通过固态相变实现强化，而探究碳（C）对严重晶界脆化的钼合金激光束焊接（LBW）接头熔合区（FZ）组织与性能的影响具有重要意义。本文分析了渗碳钼焊接接头熔合区晶界结合强度及晶界表面析出物的变化规律，以及碳的存在形式与强化机制。研究发现：首先，固体渗碳（SC）能实现向焊缝添加碳元素，碳主要以碳原子和Mo?C形式存在于钼合金中；其次，碳可提升熔合区晶界强度及晶粒塑性，从而改善晶界与晶内变形的协调性；最终，分布于晶界的Mo?C能有效抑制变形过程中的裂纹扩展。结果表明，渗碳焊接接头的抗拉强度较未渗碳接头提升了426%，该研究为钼熔焊接头强化方法提供了新思路。
关键词： 激光束焊接、晶界脆化、碳、钼
更新于2025-11-28 14:24:20
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磁场辅助激光焊接过程中焊缝监测的数据驱动模型
摘要： 本研究开发了一种数据驱动模型，用于监测外加强磁场作用下激光束焊接（LBW-AMF）过程中的焊缝。首先搭建了可见光LBW-AMF系统以追踪激光熔池和匙孔，随后采用图像处理技术提取激光熔池与匙孔的特征参数。通过集成径向基函数神经网络、反向传播神经网络和广义回归神经网络等不同神经网络的方法，建立了激光熔池与匙孔特征与焊缝之间的关联关系。最终通过LBW-AMF实验结果验证了所提数据驱动模型的性能。结果表明该模型能为焊道监测提供可靠依据，对实际LBW-AMF过程中实时控制工艺参数以提高焊接质量具有指导意义。
关键词： 图像处理、激光束焊接、神经网络、在线监测、数据驱动模型
更新于2025-09-23 15:21:01
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Ti-6Al-4V合金板激光束焊接与电子束焊接的微观组织及铝元素分布对比研究
摘要： 采用电子束焊接（EBW）和激光束焊接（LBW）对厚度为4毫米的Ti-6Al-4V合金板材进行连接。通过晶粒形貌、显微组织、铝元素分布及接头显微硬度对LBW与EBW进行了对比研究。结果表明：相较于LBW接头，EBW接头中心区周围观察到更多等轴晶；其熔合区（FZ）显微组织更不均匀，针状马氏体α′明显更粗大。此外，EBW接头的铝元素含量显著更低，表明EBW过程中存在更严重的烧损现象。接头上部中心区域铝含量较低源于更高温度导致的更显著元素烧损，而上部铝分布较均匀则归因于该区域更强的对流作用。熔池内对流特性与热场分布被确认为影响铝元素分布的关键因素。EBW接头熔合区较低的显微硬度主要归因于更粗大的针状马氏体α′及更低的铝元素含量。
关键词： 电子束焊接、显微硬度、显微组织、烧损、钛合金、激光束焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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电磁搅拌对丝材激光焊接中传输现象影响的理论研究
摘要： 激光束焊接中填充焊丝带来的额外元素通常因熔池的高凝固速率而在最终焊缝中分布不均匀。研究发现，外部振荡磁场产生的电磁搅拌能增强熔池内材料混合，实现更均匀的元素分布。然而磁场与熔池行为存在高度非线性和多场耦合效应，使得物理机制的定量解释较为困难。本研究通过数值建模探究了电磁搅拌对送丝激光焊接中传输现象的影响，建立了考虑磁流体动力学、传热、流体流动、小孔动力学及元素传输的三维瞬态多物理场模型。采用光线追踪法计算激光在小孔壁面的多次反射和菲涅尔吸收。数值结果表明：振荡磁场及其感应涡流产生的洛伦兹力对熔池传输现象具有显著影响。电磁搅拌增强了前向和向下的流动，使镍基填充焊丝在钢熔池中的额外元素分布趋于均匀。数值结果与熔池高速图像、金相照片中的熔合线以及能谱仪测得的元素分布均具有良好吻合度。该研究为电磁控制激光焊接提供了物理基础，并为电磁参数选择提供了指导依据。
关键词： 磁流体力学、熔池动力学、激光束焊接、元素传输
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光束-埋弧复合焊接过程中熔池的可视化
摘要： 埋弧焊是目前连接约40毫米板厚范围内各类钢材的主流工业焊接工艺。由于焊接层数较多，高能量输入及由此产生的构件变形不可避免。通过将传统埋弧焊与激光束焊结合形成复合焊接工艺，采用层间交错技术仅需两道焊缝即可完成该焊接任务。这种对称能量输入方式显著缩短了焊接时间，并将热致构件变形降至最低。复合焊接工艺的特征在于形成共同熔池。先前研究已通过化学分析方法证实熔池混合现象。本文还探讨了复合焊缝熔池的成形过程：通过气压骤增将熔融材料从接合区排出，随后采用光切传感器扫描该区域，对原熔焊缝区进行三维成像，结果显示形成了单一连续熔池。最后将展示并讨论首组带衬垫的单面全熔透焊缝案例。
关键词： 混合焊接、埋弧焊、厚板焊接、激光束焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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绿色高功率圆盘激光器及其工业应用
摘要： 在政府资助的ProLasKu项目中，激光制造商通快公司研发了一款波长为515纳米的高功率激光器。慕尼黑工业大学与西门子、大陆集团合作，在绿色激光工业应用领域取得重大进展。此外，还基于图像处理方法开发了一套用于实时过程监控和质量保证的摄像系统。
关键词： 绿色高功率圆盘激光器、工业应用、铜、激光束焊接、工艺效率
更新于2025-09-23 15:21:01