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铝合金脉冲激光焊接中镁蒸发与激光吸收及焊缝熔深的关系：实验与数值研究
摘要： 研究发现，在铝合金激光焊接过程中，镁元素会发生蒸发，且焊缝熔深与合金的镁含量及熔池中的镁损失量相关。本研究提出：并非基体金属合金中的镁存在，而是熔池上方等离子羽流中的镁蒸气会影响激光吸收，正是通过这一现象改变了焊缝形貌和熔深。通过数值模拟确定了四种铝合金焊缝形貌与有效激光吸收系数之间的关系，同时采用电子探针显微分析技术测定焊缝金属的镁损失量。综合分析结果表明：增大激光脉冲能量（降低脉冲频率）会增加镁蒸发量，进而提高有效激光吸收系数。但更高的激光功率吸收并不必然带来更深的焊缝熔深——只有当镁蒸发速率超过200×10??g/cm2的阈值时，激光吸收才会导致焊缝熔深增加。
关键词： 脉冲激光焊接，有效吸收系数，铝合金，蒸发，镁含量，熔深
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用脉冲Nd:YAG激光焊接AISI316L不锈钢时的传导与对流热传递
摘要： 采用脉冲Nd:YAG激光对AISI 316L不锈钢板进行自熔对接焊时，研究了其传导与对流热传递过程。基于有限元分析建立了三维模型以获取熔池瞬态热响应，并将预测结果与实验观测值进行对比。针对激光焊接过程中连续脉冲辐照，计算了小孔区域的热传递、小孔周围熔体流动方向及热影响区情况，并通过实验进行了深入研究。通过向内热通量和Peclet数预测温度分布，以探究熔池内的热量与质量传输。将这些结果进行讨论后发现其与实验结果具有高度关联性。
关键词： 佩克莱特数、脉冲激光焊接、熔体流动、316L不锈钢、移动热源、传热
更新于2025-09-16 10:30:52
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双相钢与铝合金脉冲激光焊接中的微观组织演变
摘要： 采用高功率二极管激光器以脉冲焊接模式实现了6061铝合金与双相钢(DP 600)的搭接连接。研究了激光参数(激光功率、扫描速度和脉冲持续时间)对传导焊接过程中微观组织演变的影响。DP 600与Al 6061合金热物理性能的显著差异导致焊缝界面区域形成脆性金属间化合物相。当激光功率为4 kW、扫描速度为5 mm/s、脉冲持续时间为10 ms时，所形成的金属间化合物相厚度减小至1-7 μm范围内。焊缝区气孔主要源于锌蒸汽在焊接过程中的滞留——因其沸点远低于DP 600和Al 6061合金。通过扫描电镜、X射线衍射对金属间化合物相进行微观结构表征，并采用能谱仪分析其相组成。显微硬度测试用于评估搭接接头的力学性能。由于存在硬脆的Fe2Al5和FeAl3金属间化合物相，在焊缝-铝界面区域观测到最高硬度值达461 HV。
关键词： 双相钢，金属间相，脉冲激光焊接，铝合金
更新于2025-09-12 10:27:22
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Zr-1%Nb合金脉冲激光焊接能量参数对金属气体污染及焊缝性能的影响
摘要： 研究了脉冲激光焊接参数（脉冲能量与脉宽、频率、焊接速度及由此产生的重叠系数）对E110（Zr-1%Nb）合金焊缝性能的影响。针对两块厚度为0.5毫米的相同板材对接焊缝进行了分析，检测了焊缝表层EDS成分，测量了焊缝金属初始氢浓度，并评估了吸收气体（氧、氮、碳和氢）对焊缝抗拉强度、显微硬度、氢吸收速率及耐腐蚀性的影响。焊缝金属初始氢浓度符合标准限值，但氩气与大气混合导致焊缝金属被氧、氮和碳污染，形成复杂化学成分夹杂物及表面分支状微裂纹——这些应力集中点成为焊缝断裂源。该污染还造成氢吸收速率上升和耐腐蚀性下降。结果表明：焊缝表面无变色现象不能保证金属纯净度及相应使用性能。未来研究需确定最佳重叠系数、?；て迮浔龋?氦或其混合气）及流量、喷嘴构型与倾角、以及喷嘴至焊缝区的距离等参数。
关键词： 脉冲激光焊接、金属污染、耐腐蚀性、氢含量、锆合金、吸氢速率
更新于2025-09-12 10:27:22