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oe1(光电查) - 科学论文

35 条数据
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  • 钢与铝的激光-CMT复合焊接钎焊

    摘要： 提出了一种结合冷金属过渡（CMT）电弧的激光穿透焊接-钎焊方法，用于改善5052铝合金与Q235低碳钢采用ER5356焊丝进行对接接头时的焊缝成形和界面反应不均匀性。研究了送丝速度、光束偏移量和焊接速度对焊缝成形、界面微观结构和接头抗拉强度的影响。该方法改善了对接激光焊接-钎焊中存在的咬边缺陷，获得了成形良好的接头并促进了界面反应的均匀分布。界面金属间化合物（IMCs）层由Fe2Al5和Fe4Al13组成，其厚度被控制在3-5 μm。焊缝显微组织由α-Al和Al3Mg2构成。随着送丝速度的增加，脆性IMCs层增厚导致抗拉强度下降。当焊接速度或光束偏移量增加时，IMCs层厚度减小但焊缝成形变差。抗拉强度先升高后降低，最高抗拉强度超过80 MPa，接头沿界面在IMCs层处断裂。

    关键词： 金属间化合物，激光-CMT电弧复合焊-钎焊，异种金属焊接，低碳钢，铝合金

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 离焦量与熔池边界对选区激光熔化AlSi10Mg力学性能及显微组织的影响

    摘要： 系统研究了体积能量密度（ε）及特别是离焦量（DA）等加工参数对选区激光熔化（SLM）成形致密AlSi10Mg合金致密度、显微组织、拉伸性能及硬度的影响。发现熔池边界（MPBs）受DA值影响显著，以两种形式存在于规则且复杂的几何拓扑结构中——"层-层"MPBs相互叠加，"道-道"MPBs相交形成锐角。MPBs显微组织呈现近边界粗晶区及非金属元素（O、Si）偏聚特征，该区域易萌生裂纹。DA值（-2至2 mm）同时影响致密度与拉伸力学性能，当DA=0.5 mm时，成形态试样可获得最高抗拉强度（456±14 MPa）与良好拉伸塑性（9.5±1.4%）。通过分析拉伸断口形貌，揭示了其与DA值的关联规律。

    关键词： 选择性激光熔化（SLM）、力学性能、铝合金

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 激光-MIG焊接-钎焊制备的Ti/Al异种接头组织与力学性能

    摘要： 我们采用无坡口激光-MIG复合焊-钎焊工艺，将AA6061铝合金与Ti6Al4V钛合金这两种异种轻金属进行了对接焊接。通过优化激光与电弧参数，获得了成形良好且力学性能优异的可靠接头。利用扫描电子显微镜和能谱仪研究了金属间化合物（IMCs）层的微观结构，并测试了带/不带强化区的接头抗拉强度。金属间化合物的形貌与厚度在接头各区域呈现差异：Ti6Al4V上表面形成连续薄层TiAl3，并有部分棒状IMCs向熔合区生长；对接面高热输入区（因高功率激光耦合MIG电弧导致热量集中）形成厚度约10.0微米的双层IMCs（近钛合金侧为TiAl，近熔合区侧为TiAl3）；对接面低热输入区双层IMCs变得连续均匀，锯齿状形貌消失且层厚减至4.0微米；接头背面化合物层（TiAl3）厚度约1.0微米。带强化区与无强化区接头的平均抗拉强度分别为226MPa和210MPa，分别达到AA6061母材强度的88%和81%。

    关键词： 异种接头，钛合金，金属间化合物，激光-MIG复合焊接-钎焊，铝合金

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 航空航天铝合金激光焊接智能模型数据库研究

    摘要： 为提高建模效率，本文以航空航天铝合金激光焊接智能建模为目标建立模型数据库。该数据库包含材料数据库、热源模型数据库和焊缝结构数据库三部分：通过合理分类航空航天铝合金，构建可管理合金热物理特性的材料模型数据库；基于不同能量分布特征归纳激光焊接热源模型，建立对应的热源模型数据库；焊缝结构数据库涵盖对接接头、T型接头和搭接接头三类典型结构。建模人员调用并组装该数据库后，可快速高效实现任意结构的建模。以5A90与2219铝合金激光焊接为例，验证了有限元模型的高效建立与精确求解。研究表明，本文建立的模型数据库能显著提升激光焊接数值模拟的建模效率。

    关键词： 激光焊接、模型数据库、铝合金、结构模型、热源模型、材料模型

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 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

  • 采用激光工程化净成形技术（LENS?）对Al 5xxx合金进行定向能量沉积

    摘要： 本文采用激光工程化净成形技术（LENS?）实现了类锻态Al 5xxx系AlMg合金的定向能量沉积（DED）。研究发现，由于镁的选择性蒸发，沉积材料从Al 5083气雾化粉末原料转变为具有Al 5754特性的组织。通过X射线显微计算机断层扫描（μ-CT）与阿基米德法测得的密度值进行对比，后者显示相对密度高达99.26%，并探讨了孔隙的可能成因。沉积材料由等轴晶和柱状晶组成，无择优晶体取向，平均晶粒尺寸为36微米。结合数字图像相关技术（DIC）的单轴拉伸试验测定了杨氏模量、屈服应力、抗拉强度、断裂应变、泊松比及总极限应变能（韧性），辅以断口形貌分析验证力学性能。采用脉冲回波超声无损检测方法更精确地获取杨氏模量和剪切模量数值，并据此校准屈服强度值。实测力学性能符合国际标准中退火态锻制Al 5754合金的要求。

    关键词： 增材制造（AM）、力学性能、微计算机断层扫描（μ-CT）、激光工程化净成形（LENS?）、定向能量沉积（DED）、铝合金

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 高功率脉冲纳秒光纤激光器在超薄铝箔加工中的应用

    摘要： 本研究旨在开发微尺度激光划线工艺，并探究超薄铝箔（160微米厚度）中的激光-材料相互作用。研究采用SPI激光器公司最新一代纳秒脉冲光纤激光器开展。通过对70瓦与120瓦激光类型的对比分析，揭示了激光功能特性的重要规律，可为工艺扩展和质量控制提供参考依据。为满足铝箔高速加工需求，研究选用高平均功率激光器?；谕耆懒⒂诩す庀低场⒕龆ú牧舷煊す饽芰糠绞降募す?材料相互作用基本参数，对铝箔划线过程进行了分析。该方法可实现微尺度激光工艺在不同激光系统间的成果迁移。计算发现：在考虑光斑面积的各频率条件下，能量密度与激光功率密度是决定40-60微米划线蚀除深度的关键参数。通过LED照明三维显微镜对蚀除深度和划线质量进行显微观测，扫描电镜图像显示喷射物中存在微量材料碎屑增长。

    关键词： 铝合金、刻划、脉冲波、加工、纳秒光纤激光器、烧蚀

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 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

  • 激光表面处理对AlMg5铝合金显微组织、耐磨性及硬度的影响

    摘要： 轻金属合金因其低密度、高耐腐蚀性等独特性能，在各类技术应用中日益广泛，其中汽车工业是最重要的应用领域之一。汽车制造主要采用铝合金，材料的比强度是关键考量因素。但相对较低的力学性能限制了其在需要高表面硬度和耐磨性部件中的应用。传统铝合金热处理仅能在有限范围内改善基体材料性能。尽管如此，过去二十年间激光表面处理技术取得了显著进展。激光束处理可将多种合金元素引入铝合金表层，通过大量金属间相的析出，显著提升硬度和耐磨性。本研究旨在利用高功率光纤激光器（HPFL）改性铝合金表层——在AlMg5合金表面引入钛铁混合粉末（质量比90/10）。维氏硬度测试和摩擦学试验表明，所得改性层整体力学性能显著提升。光学金相与扫描电镜研究揭示了初生析出相的碎化现象，以及富含钛铝元素的大量金属间相的形成。

    关键词： 铝合金，激光处理，能谱分析，摩擦学性能，高功率光纤激光器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光冲击强化对6061-T6铝合金力学性能和微观结构的影响

    摘要： 对6061-T6铝合金进行了激光冲击强化（LSP）处理，并采用残余应力分析、表面粗糙度、维氏显微硬度、拉伸试验、X射线衍射（XRD）分析、透射电子显微镜（TEM）和电子背散射衍射（EBSD）等多种表征技术，细致研究了LSP后参数对力学性能和微观结构演变的影响。处理后获得了约1500微米深度的加工硬化层，截面显微硬度显著提高达33.04%。激光冲击试样中诱导产生了最大达-273 MPa的有益压应力，其整体效应集中在沿有效深度区域约100微米深度范围内。通过XRD图谱分析观察到LSP后出现第二相Mg5Si6（β?）析出物，并伴随峰宽化和向更高2θ角度的峰位偏移，这与显微硬度测试结果相互印证。LSP试样中高角度晶界（HAGBs）比例增加，其影响在残余应力分布中得以体现。Mg5Si6（β?）析出物与LSP过程中剧烈塑性变形导致的密集位错密度共同被认为是改善LSP试样力学性能的关键因素。应变硬化、第二相析出物、峰宽化、位错密度增加以及HAGBs比例提升的综合作用，在LSP试样的力学性能和微观结构特征中均得到体现。研究结果经详细讨论并显示出强烈的相互关联性。

    关键词： 电子背散射衍射（EBSD）、铝合金、cosα法、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、激光冲击强化

    更新于2025-09-23 15:19:57