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不同空间位置激光焊接过程中的孔隙形成
摘要： 不锈钢和铝合金焊接接头中气孔、空腔等缺陷的形成过程（影响其质量）直接取决于激光焊接时的空间焊缝位置。在AISI 321不锈钢脉冲模式激光焊接的下坡焊与上坡焊过程中，将倾角从90°降至0°会导致气孔数量及其尺寸均增大。而连续模式激光焊接时未观察到气孔类缺陷。对于AISI 321钢对接接头激光焊接，平焊和立焊位置最具前景，因其能提供最高质量水平。为确保铝AMg6M合金高质量对接接头的稳定形成并防止激光设备故障，焊接过程应在垂直上坡焊位置进行。
关键词： 不同的空间位置、铝合金、不锈钢、质量、缺陷、气孔、激光焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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热机械过程的实验研究：激光焊接与粉末床熔融
摘要： 本研究开发了一种实验方法，用于分析和深入理解粉末床激光焊接与熔化过程。通过应用不同光学诊断工具（高速摄像机、红外相机、高温计等）测量多种物理量（熔池形貌、温度场、残余应力及变形）。由此，在激光焊接过程中获得的测量数据有助于建立实验结果数据库（实验基准）。对粉末床熔化过程的研究深化了对熔池形成与行为相关物理机制的理解。这些成果可供研究人员改进并验证此类工艺的数值模拟。
关键词： 光学诊断、熔池、粉末床熔化、残余应力、激光焊接、温度场
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光焊接装甲钢板的防护能力
摘要： 尽管塑料和复合材料在车辆防护装甲领域得到了广泛应用，但装甲钢仍是被普遍且有效采用的材料。这一点在装甲车的基础装甲上尤为明显——其车身由焊接的装甲钢板制成。然而焊缝区域及热影响区属于防护能力下降的敏感部位。与焊条电弧焊、熔化极气体保护焊等方法相比，激光焊接能显著缩小这些敏感区域的范围。本文研究了硬度为500HB的装甲钢板焊接区的防护性能：首先通过制备多种连接方案并分析其显微组织与力学性能来选定最佳工艺参数；随后制作了由两块100mm×200mm钢板（总尺寸200mm×200mm）组成的焊接试样，其厚度设计确保测试弹丸在非焊接区域不会完全穿透；最后在焊缝位置及不同距离处进行射击测试，以验证该焊接方法下装甲钢的防护能力是否衰减及可能的影响范围。
关键词： 弹道测试，装甲钢，激光焊接，淬火回火钢
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光束微焊接过程中钥匙孔深度测量数据的处理
摘要： 分析焊缝质量仍是一项具有挑战性的任务。表面光学检测只能提供关于焊缝形状和深度的有限信息。对焊缝深度一致性要求较高的激光束焊接应用实例是电池单元的电接触连接。电池本身的端子或外壳厚度有限，在焊接过程中必须避免穿透，以防泄漏或损坏电池单元。这就需要确保电气功能的最小焊缝深度，以及由外壳厚度决定的最大焊缝深度。此类应用中不适合采用破坏性分析，因此需要在过程中进行无损测量。通过同轴干涉测量装置，可以测量深熔焊接过程中的小孔深度。对于深度为数毫米的小孔，此类系统已有商用产品。然而在微观尺度上，这些系统面临若干挑战，如扫描系统、几十微米级的小光斑直径和狭窄小孔。本研究包含对小孔深度干涉测量的探究及其在激光微焊接中的适用性评估。因此，我们研究了所获测量的数据处理方法，并将结果与金相分析样品的深度测量值进行对比。采用不锈钢材料来检验所开发数据处理策略的稳定性及所得深度值的可靠性。
关键词： 激光焊接、电池、铜、空间功率调制、铝、小孔深度测量
更新于2025-09-23 15:21:01
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12毫米和15毫米厚结构钢的激光-电弧复合焊接
摘要： 高功率激光凭借小孔模式对厚度超过10毫米的板材焊接具有显著效果。高强度激光束产生的蒸汽空腔可提供优异的熔深穿透能力。由于焊缝几何形态狭窄深邃，易出现高硬度和焊接缺陷问题。这些缺陷源于小孔稳定性不足。实验采用16千瓦圆盘激光器对12至15毫米厚度的对接接头板材进行单道焊接，发现根部驼峰是主要缺陷且在较宽工艺参数范围内持续存在。叠加电弧源可能因熔池流速加快而加剧根部驼峰与塌陷现象。通过平衡特定电弧参数及其他工艺条件可有效抑制驼峰缺陷，同时发现较低焊接速度（<1.2米/分钟）配合较低激光功率（<13千瓦）更有利于抑制驼峰形成。相比等离子切割试样，机加工坡口能提供更稳定的根部质量与完整性。较高热输入量（>0.80千焦/毫米）的焊接可使硬度值保持在325HV以下，焊缝在-50°C环境下仍保持良好夏比冲击韧性（>50焦耳）及优异抗拉强度。
关键词： 机械性能、韧性、厚钢板、混合焊接、高强度钢、激光焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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[美国激光学会ICALEO? 2014：第33届国际激光材料加工、激光微加工与纳米制造大会 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2014年10月19-23日）] 激光与电光学应用国际大会 - 提高铝压铸件激光焊接焊缝质量的可能性
摘要： 铝压铸工艺生产的近净成形、复杂薄壁铝合金预制件因其相比其他工艺具有更高的生产率经济优势，在工业各领域应用更为广泛。该类产品成型主要采用熔焊技术，但存在多重问题：要实现无气孔焊缝的安全生产，既需要对整个压铸流程进行昂贵的优化，又必须选用合格的焊接工艺。与电弧焊相比，束流焊接具有焊接速度快、热输入低的特点，因而热影响区小且变形极轻微，特别适用于需要窄而深焊缝的部件，例如铝压铸壳体。但这些焊缝必须满足密封性要求，这对易因生产过程含气量导致气孔和熔体喷溅的铝压铸件而言是巨大挑战。就焊缝质量而言，电子束焊接效果最佳——其真空环境（p=10?3 hPa）的工艺控制能消除大气影响并促进更好脱气。激光束焊接是另一种可选方案，但铝压铸件的激光焊接气孔率较高。本文提出了多种提升铝压铸激光焊接质量的方法，实验表明不同激光光学配置及工艺参数对气孔形成有显著影响，环境压力更是改善焊缝质量的关键参数：通过降低压力可使焊接过程更稳定，气孔形成明显受抑制。
关键词： 焊缝质量、铝压铸件、气孔、真空、激光焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光焊缝形状对单搭接激光焊接头力学性能与疲劳行为的影响
摘要： 传统制造工艺（如弧焊和电阻点焊）仍是连接道路/非道路车辆行业结构部件的主要焊接方法。经过数十年的广泛应用，这些工艺积累了大量数据、经验和认知，为不同接头几何形状建立了丰富的疲劳设计数据库。激光焊接技术凭借其以最小热输入连接薄板结构的卓越能力，在降低变形、提升生产效率方面较弧焊和电阻焊具有显著优势。然而，由于激光焊接接头构型设计的灵活性及对其疲劳行为认知的局限性，亟需建立相应的疲劳设计数据体系。现有研究多聚焦于直线形激光焊缝，关于焊缝几何形状对力学性能及疲劳行为影响的认知仍十分有限。激光焊接接头根部易形成微小缺口状圆角，可能成为应力集中源导致早期裂纹萌生。本研究选取C形激光焊缝作为对比几何形状，与一系列单搭接接头上的直线形激光焊缝进行比较。针对线性焊缝与C形焊缝在不同载荷方向（共3种）及多种R比条件下的疲劳性能开展了系统实验研究并进行对比分析。通过金相学研究揭示了失效模式及焊缝/热影响区的显微硬度变化规律，并采用X射线衍射法详细测量了C形激光焊缝与直线焊缝的残余应力分布特征进行对比。
关键词： 激光焊接，超高强度钢，C形结构，裂纹扩展，高强度低合金钢，裂纹萌生
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光粉末床熔融增材制造过程及高能密度激光焊接中孔隙形成机制的直接观测
摘要： 激光粉末床熔融（LPBF）是一种能够制造传统工艺无法实现的复杂几何形状部件的3D打印技术。然而，打印过程中形成的气孔会损害部件的力学性能，严重阻碍其广泛应用。本研究报道了LPBF过程中观察到的六种气孔形成机制。我们的结果再次证实了三种已知机制——匙孔诱导气孔、原料粉末导致的气孔以及激光熔化时因挥发性物质汽化或微小封闭气体膨胀沿熔合边界形成的气孔。同时发现三种新机制：(1) 表面波动捕获的气孔；(2) 浅凹坑区波动导致的气孔；(3) 裂纹引发的气孔。这些发现为LPBF过程中的气孔形成机制提供了直接证据和深入见解，可指导气孔消除/缓解方法的开发。由于本研究涉及的某些激光加工条件与高能密度激光焊接情况相似，该结果对激光焊接也具有参考价值。
关键词： 孔隙形成、激光粉末床熔融、X射线成像、激光焊接、增材制造
更新于2025-09-23 15:21:01
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304L与904L不锈钢脉冲Nd:YAG激光焊接的对比分析
摘要： 本研究对比分析了304L与904L不锈钢的脉冲Nd:YAG激光焊接工艺。实验采用相同的工艺参数：扫描速度5 mm/s、脉冲频率25 Hz、激光光斑直径0.75 mm，对奥氏体不锈钢(304L)和超级奥氏体不锈钢(904L)进行激光焊接。两种激光焊接试样的极限抗拉强度均与母材相当。304L激光焊接试样的延伸率明显高于904L。由于材料热物理性质差异，在相同激光工艺参数下，304L焊缝呈V形，而904L焊缝呈现H形特征。
关键词： 904L、脉冲Nd:YAG、显微硬度、304L、微观结构、激光焊接
更新于2025-09-23 15:21:01
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脉冲Nd:YAG激光焊接L-605钴基合金焊缝的EBSD表征
摘要： 本文研究了L-605钴基合金的脉冲Nd:YAG激光焊接?？疾炝撕附尤仁淙耄℉I）对焊缝熔深、微观组织及力学性能的影响。采用配备电子背散射衍射（EBSD）探测器的场发射扫描电镜进行微观组织表征。结果表明：在板-板堆焊构型中，当HI值控制在48-80 J/mm范围内时可获得全熔透优质焊缝。EBSD分析显示，低HI值制备的双道焊试样中，焊缝金属奥氏体晶粒的{100}晶向平行于横向与焊接方向；而高HI值制备的单道焊试样中，〈100〉晶向与焊接方向呈40°-50°强择优取向。相较于母材，单/双道焊试样的硬度均有所提升。拉伸试验表明焊缝抗拉强度等于或高于母材。总体而言，HI值变化对焊缝力学行为无显著影响。
关键词： 电子背散射衍射分析、微观组织、激光焊接、力学行为、钴基合金
更新于2025-09-23 15:21:01