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oe1(光电查) - 科学论文

127 条数据
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  • 镁对铝合金激光深熔焊接飞溅行为的影响

    摘要： 激光小孔焊接过程中产生的飞溅不仅影响焊缝质量，还增加了后处理的必要性。本研究针对三种铝合金（Al99.5、AlMg3和AlMg5），探究了镁含量对飞溅行为的影响。通过同步双高速摄像系统观测飞溅行为，重建三维飞溅轨迹，并测定飞溅速度、飞行路径角度及近似飞溅尺寸等特征参数。三种合金焊接试验的平均飞溅速度介于4.1-4.6米/秒之间（沿焊接方向），平均飞行路径角度为44.8°。其中AlMg合金表现出过度飞溅现象，单次喷射事件中飞溅数量超过50个且较少发生飞溅爆炸；喷射事件特征与飞溅爆炸相似，推测体积蒸发是该现象成因。与之不同，纯铝（Al99.5）因作用机制差异呈现群体喷射现象，单次至少喷射10个飞溅颗粒。本研究中未发现飞溅速度与飞行路径角度、以及速度与近似飞溅尺寸之间存在相关性。

    关键词： 高速成像、锁孔焊接、铝合金、焊接、激光焊接、飞溅

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 焊后处理工艺对激光束焊接Al-3Mg-0.25Sc合金薄板的影响

    摘要： 铝合金的熔焊一直是航空航天和汽车工业面临的难题。Al-3Mg-0.25Sc合金被归类为可焊接铝合金。本研究采用小孔焊和传导焊两种工艺对1.6mm厚的Al-3Mg-0.25Sc板材进行连接，实验参数包括不同光束直径（0.16-2mm）、激光功率（2-4.5kW）及焊接头移动速度（0.5-6m/min）。所有自熔小孔焊试验结果表明：尽管屈服强度保持良好（175-180MPa，达到母材的50%以上），但所有光束功率与焊接速度组合下的延伸率均出现明显下降（<0.8%）。残余应力导致的变形影响了产品最终形状，因此还需进行适当的去应力退火处理。我们选择了两种热处理方案：(1)固溶处理+退火；(2)回归再时效?；毓樵偈毙峭ü恋砜刂频墓ひ?，包含在回火温度与固溶温度之间的中间退火步骤——先通过回归处理溶解基体中的纳米团簇，再经时效处理使析出相重新形核长大（再时效）。这两个步骤循环重复后，材料强度（190MPa）和延伸率（*9%）均获得显著提升?；谖⒐圩橹芯?，我们对强度与延伸率的改善机理进行了详细阐释。

    关键词： 强度、焊后处理、焊件、Al-3Mg-0.25Sc合金、延展性、激光焊接

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 钢铝T型接头激光焊接设计

    摘要： 采用激光传导焊接工艺，以T型接头形式直接连接厚度均为6mm的DH36钢与AA5083铝合金。通过调节工艺能量（功率密度与作用时间）研究了该工艺对焊缝完整性及质量的影响，重点考察了裂纹、气孔及金属间化合物层形成情况。试验通过激光照射钢表面产生的热量，使嵌入钢板4mm深槽中的铝板熔化，成功制备出T型接头。所得金属间化合物层厚度小于5μm。虽然较高能量水平下观察到沿金属间化合物层的裂纹，但由于构件创新设计使金属间化合物在载荷作用下处于压应力状态，接头仍保持良好强度。

    关键词： 铝，异种金属连接，钢，接头设计，激光焊接，T型接头，金属间化合物

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用空间功率调制的激光微焊接实现铝与铜的重叠连接

    摘要： 电动出行领域对高功率电池系统日益增长的需求，需要连接大量电芯。基于电芯化学特性功能要求，必须采用铜铝组合材料。材料导热性差异及金属间相形成等问题对焊接工艺构成挑战。本研究展示了采用空间功率调制激光焊接工艺实现铜铝搭接接头的实验结果。通过参数调整可控制焊缝横截面形状，进而调节熔深与熔宽比例。结合纵向截面观察与能量色散X射线光谱分析，探究了不同顶层材料对异种金属混合行为的影响差异。

    关键词： 激光焊接、空间功率调制、微连接、电池、铝、铜

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE第八届先进光电子与激光国际会议(CAOL) - 保加利亚索佐波尔(2019.9.6-2019.9.8)] 2019年IEEE第八届先进光电子与激光国际会议(CAOL) - 激光诱导锁孔焊接中主要流体动力学机制分析

    摘要： 对激光增材制造技术和激光焊接进行充分建模，需要对主要流体动力学机制和模式进行对比分析。激光加工过程中的熔体流体动力学可由蒸汽反冲压力和热毛细效应产生。通过分析小孔前壁熔体流速的实测值以及焊接过程中伴随的其他测量参数，可以揭示各机制的作用。研究表明，在蒸发可忽略的情况下，此时的流体动力学由薄表层的的热毛细剪切流决定。

    关键词： 钥匙孔流体动力学，增材技术，激光焊接

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 钛与钢激光束偏移焊接采用38Zn-61Cu合金填充材料的特性研究

    摘要： 采用38Zn-61Cu合金作为填充金属，实现了TC4钛（Ti）合金与304奥氏体不锈钢（SS）的激光焊接。基于控制接头中Ti-Fe金属间化合物形成的原理，提出了一种新型SS-Ti合金接头焊接工艺。该单道次焊接工艺通过保留未熔钛合金区域，形成包含一个熔焊区和一个扩散焊区的复合接头。当激光束作用于钛合金侧1.5 mm位置时，接头中的钛合金不会完全熔化。通过未熔钛合金的热传导作用，在SS-Ti合金界面发生原子扩散，形成以β-CuZn+Fe3Zn7、β-CuZn及Ti2Zn3+Ti3Cu4为主要组织的扩散焊区。接头最终在扩散焊区断裂，最大抗拉强度为128 MPa。

    关键词： 扩散焊接、微观结构、TC4钛合金、填充金属、304奥氏体不锈钢、激光焊接

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [美国激光学会ICALEO? 2016：第35届激光与电光应用国际会议 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 激光与电光应用国际会议 - 采用CO2激光器和玻璃纤维作为填充材料的玻璃激光焊接实验与数值研究

    摘要： 采用填充焊丝的自动化激光焊接技术已成功应用于多种金属材料的间隙桥接与复杂器件连接。然而将该工艺移植至脆性材料玻璃仍具挑战性，目前玻璃焊接多通过燃气火焰手动加热实现。此外，非回转体部件焊接需通过填充材料桥接接合间隙，现行工艺仍依赖人工操作。本研究通过实验与数值模拟相结合的方法，探讨了以玻璃纤维为填充材料实现熔融石英激光焊接的间隙桥接技术，旨在获得适用于光学元件制造的关键参数——精确控制焊缝熔深与热影响区。实验采用CO?激光在温控条件下同步加热玻璃工件与玻璃纤维，数值模拟则用于确定熔融石英焊接的通用工艺窗口。通过系统改变焊接温度、激光焦点尺寸及进给速度等工艺参数，研究其对焊接质量的影响规律，并重点分析了填充焊丝涂层对接头区域材料成分的影响。与手工工艺相比，采用玻璃纤维填充材料的激光焊接实现了高度可重复性，显著提升了工艺自动化水平。

    关键词： 熔融石英、温度控制焊接、热影响区、激光焊接、玻璃纤维、填充材料、玻璃、二氧化碳激光器、焊缝熔深

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [美国激光学会ICALEO? 2016：第35届激光与电光应用国际会议 - 美国加利福尼亚州圣地亚哥（2016年10月16-20日）] 激光与电光应用国际会议 - 采用X射线相位对比法观测铝合金激光焊接中匙孔与熔池动力学

    摘要： 铝合金是一种轻质材料，常用于汽车零部件、电池、飞机等以减少温室气体排放。由于铝合金具有高导热性和对1微米波长激光的高反射率，导致其焊接性较差，长期以来人们一直在寻求高效稳定的铝合金激光焊接方法。由于焊接现象和缺陷形成机制复杂且尚未被充分理解，本研究旨在探究铝合金的激光焊接现象。为了解焊接过程中的熔池和匙孔动态，采用高速摄像机和X射线相位对比法对熔池进行了观察。与X射线吸收对比法相比，该方法能更清晰地观察到A1050铝合金激光焊接时的匙孔行为和固液界面。在较低焊接速度（0.5米/分钟）下，可观察到频繁剧烈的匙孔扩张和高气孔率；而在较高焊接速度（1米/分钟）下虽也存在高气孔率，但匙孔扩张现象几乎不可见。研究认为低速焊接时，匙孔底部的剧烈蒸发因高热输入导致匙孔行为不稳定，进而因空气吸入匙孔而形成高气孔率。评估了使用风扇的效果：无风扇时频繁出现剧烈匙孔扩张，推测是激光部分与羽流相互作用导致激光散射引发突然蒸发。观察到匙孔底部的气泡高速移动并被困在固液界面，随后通过吸收熔池中的小气泡而膨胀。所有焊接条件下均观察到匙孔底部频繁的小幅扩张，因此推测气孔形成机制与匙孔底部扩张密切相关——主要气孔在此处形成。

    关键词： X射线相位对比法、孔隙形成、铝合金、激光焊接、熔池动力学、小孔动力学

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 使用激光电源对镍钛形状记忆合金进行焊后热处理

    摘要： 本工作尝试采用激光电源对镍钛诺(NiTiNol)样品进行焊后热处理(PWHT)。首先使用镱:钇铝石榴石(Yb:YAG)激光电源将1毫米厚的镍钛诺板材以对接接头形式焊接，激光焊接采用连续模式进行，并从相变温度、显微硬度、抗拉强度及耐腐蚀性等方面评估焊缝质量。为提升焊接样品质量，通过激光束扫描焊接样品实施PWHT处理。研究发现，PWHT对镍钛诺焊接接头的相变温度、显微硬度、抗拉强度及腐蚀行为具有显著影响。

    关键词： 激光热处理、镍钛合金、激光焊接、机械性能、腐蚀行为

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • AA5456合金激光焊接中解析Rosenthal法、有限元法与实验方法的对比研究

    摘要： 通过有限元（FE）建模和解析罗森塔尔方程，研究了5456铝合金（AA5456）构件激光焊接过程中的热力状态与微观组织现象。主要目标是评估该解析方程作为有限元分析替代方案的优缺点，并考察关键假设对预测结果的影响。结合实验数据对比解析法与数值模拟法获得的物理特征差异：在熔池形貌方面，实验结果与数值模拟及解析法的预测值相比，有限元模型对熔池尺寸的估算精度高于罗森塔尔方程；对于部分熔化区，数值模型的预测结果比解析方程更贴近实验实际。高能量密度近小孔焊接模式下，实验测得的熔宽较解析解预估的熔合宽度更窄，主要原因可能是罗森塔尔方程未考虑对流与辐射导致的热损失影响。此外，数值模拟与解析罗森塔尔方程估算的初生枝晶臂间距（PDAS）与实验结果具有可比性。

    关键词： 热力制度、微观结构、解析罗森塔尔方程、AA5456铝合金、数值有限元建模、激光焊接

    更新于2025-09-19 17:13:59