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利用多响应灰色关联分析优化多道激光熔覆的加工参数
摘要: 多道激光熔覆是工业领域中用于表面强化和破损零件再制造的主要技术。本研究采用田口正交实验设计,探究了加工参数对多道激光熔覆的影响。通过多响应灰色关联分析(GRA)筛选出能同时优化涂层平整度比与熔覆效率的激光熔覆工艺参数组合,其实验验证结果表明:最优参数设置与预测值误差仅0.97%(在1%范围内),证实了灰色关联分析在激光熔覆工艺优化中的优势。本文方法可用于确定多响应多道激光熔覆工艺或其他工业应用的理想加工参数。
关键词: 正交实验设计、灰色关联分析、多道熔覆、激光熔覆
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光金属沉积镁合金AZ31的微观结构特征
摘要: 迄今为止,仅有少量金属材料被用于激光增材制造(LAM)领域研究。然而,通过扩大材料范围来拓宽LAM应用可能性的需求正快速增长。目前钛合金和铝合金是研究焦点,相比之下,镁合金虽具有低密度与高比强度的特性,在增材制造领域却鲜少应用。当前镁结构件主要采用铸造工艺生产,但近年来变形镁合金的使用量也有所增加。镁合金在LAM技术中应用较少的原因可能是镁粉的高易燃性,而采用镁丝进行激光金属沉积(LMD)可规避这一难题。本研究探究了LMD工艺制备的AZ31镁合金微观组织特征,通过光学显微镜和扫描电子显微镜进行观测,并借助EDX与EBSD分析发现了化学成分及微观织构随结构高度的变化规律,采用维氏显微硬度测试分析了微观组织与局部力学性能的关系。结果表明:激光增材制造镁合金的微观组织特征与钛、铝合金存在差异,这为拓展LMD工艺和镁合金的应用范围提供了可能。
关键词: 激光金属沉积、局部力学性能、微观结构、镁合金、焊丝、微织构
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光焊接工艺对堆焊T型接头的评估
摘要: 采用光纤激光束焊接(LBW)对厚度为3毫米的EH36船体结构钢T型接头进行堆焊。通过光学显微镜(OM)观察、角变形测量和拉伸试验,研究了离焦距离、焊接速度和线能量对接头性能的影响。实验结果表明:当焊接速度为1.8米/分钟、离焦距离为-5毫米、功率为5千瓦时,可获得高质量的激光堆焊T型接头。错边条件下的液态金属流失会导致严重未熔合缺陷。此外,激光线能量与错边量对焊接角变形影响显著。面板与腹板间的焊接宽度对接头拉伸性能具有重要影响。研究还系统揭示了光纤激光焊接引发热变形过程的机理并进行了示意图解说明。
关键词: 激光焊接、角变形、拉伸性能、T型接头、错位
更新于2025-11-28 14:24:20
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S690QL钢激光-感应复合焊接中感应预热与感应后热的对比研究
摘要: 本文通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)和力学试验机,对比了S690QL钢感应预热激光-感应复合焊(LIHW)与后热LIHW的显微组织与性能差异。研究表明:随着感应器输出功率从60%提升至80%和100%,两种LIHW接头的t8/5值均增大,且后热LIHW焊缝中心(WC)与热影响区(HAZ)的温度曲线均呈现双峰特征。实验与理论分析表明:预热LIHW接头主要包含铁素体、贝氏体和少量马氏体,而后热LIHW接头贝氏体含量更高。除80%输出功率后热试样外,显微组织均存在扩散现象及焊接缺陷。随着预热LIHW感应器输出功率增加,铁素体比例上升,马氏体和贝氏体含量减少并出现位错塞积,导致显微硬度降低而塑性提高;后热LIHW接头中铁素体和马氏体含量呈下降趋势,贝氏体比例则趋于增加。两类接头的断裂模式均为韧窝断裂,其中预热LIHW接头具有更优的抗拉强度与韧性。综合比较显示,预热LIHW工艺优于后热LIHW。
关键词: 性能、微观结构、激光-感应复合焊接
更新于2025-11-28 14:24:20
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通过新型双激光温激光冲击喷丸增强AA6061-T6与TZM合金激光焊接接头的焊缝强度
摘要: 本文通过温激光冲击喷丸(wLSP)后处理工艺提升激光焊接接头强度的实验研究。采用双激光系统同步加热试样至设定温度,并对AA6061-T6与TZM合金的激光焊接接头实施wLSP处理。通过高功率光纤激光器制备搭接与平板堆焊两种构型的焊接接头并进行wLSP后处理。拉伸测试表明:经wLSP处理的AA6061-T6试样强度较原始焊态提升约20%,塑性提高30%;TZM合金平板堆焊接头经wLSP处理后强度提升约30%,搭接接头强度提高22%。有限元分析显示wLSP产生的压应力深度及幅值均大于室温激光冲击喷丸(rtLSP),这是接头强度提升的关键因素。
关键词: Al6061,温激光冲击强化,强度提升,激光焊接,TZM
更新于2025-11-28 14:24:20
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Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo合金激光焊接接头与母材变形行为的对比研究
摘要: 采用原位拉伸分析方法研究了激光焊接Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo合金接头在室温和650°C下的拉伸变形行为。α2相在室温和650°C下对母材的变形行为具有显著影响。微裂纹主要在B2/α2相界或α2相内部形核,随后沿B2/α2相界扩展。与母材的塑性断裂相比,全B2相熔合区在室温和650°C下的断裂模式分别为准解理断裂和沿晶断裂。室温下熔合区以位错滑移为主要变形方式,位错滑移系导致晶粒表面出现大量滑移带;而650°C下熔合区的微裂纹沿B2相晶界形核并扩展。由于缺乏晶粒变形,B2相晶粒表面的交叉滑移带较少。
关键词: 原位分析、激光焊接、变形行为、Ti2AlNb合金
更新于2025-11-28 14:24:20
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70/30铜镍合金板的自生光纤激光焊接
摘要: 70/30铜镍合金等白铜合金具有优异的耐海水腐蚀和抗污损性能,因此被广泛应用于船舶及海洋工程领域。传统上采用电弧焊和钎焊工艺焊接此类材料。相比之下,激光束焊接因其高生产效率、良好的工艺灵活性与可靠性以及优异的焊接完整性而成为极具前景的技术。本研究采用大功率光纤激光系统对5毫米厚的70/30铜镍合金板进行对接接头焊接,随后依据适用的国际标准化组织和国防标准规范,从显微组织、缺陷及力学性能(硬度、面弯与根弯、拉伸)等方面评估激光焊接接头质量。
关键词: 拉伸性能、微观结构、对接接头、白铜合金、弯曲试验、激光焊接
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光参数对铜焊缝拉伸剪切强度的影响
摘要: 汽车行业动力总成的电气化对高载流能力的电连接器提出了需求。这类连接器通常采用超声波焊接技术实现。若用激光焊接替代超声波焊接,可使焊带横截面积增大5倍,从而相应提升最大传输电流。横截面积的增加会导致加工过程中焊缝承受的载荷(至少5倍)升高。为降低热输入量,需最大化焊缝在剪切方向的强度。基于代表性试样几何结构(10×0.3 mm2),本研究探究了不同激光参数对搭接接头极限抗剪强度的影响,变量参数包括:激光波长(约1050 nm红外光+515 nm倍频光)、聚焦直径(42-300 μm)、基材不同热处理状态、工艺参数(激光功率0.6-4 kW与进给速度50-800 mm/s)及焊接策略(单道焊接、空间光束调制)。所用材料为Cu-ETP(纯度>99.9%铜)。所有测试参数下观察到的失效模式均为"熔合区断裂"。即使参数变化达到一个数量级,所有实验的极限抗剪强度仍维持在188 N/mm2左右,这与预期的激光参数与力学性能关系相矛盾,本文将对此差异展开讨论。
关键词: 承载能力、延性焊缝、摆动、光纤激光焊接、剪切强度
更新于2025-11-28 14:24:20
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激光焊接过程中磁场诱导的部分穿透向完全穿透的演变及其机理
摘要: 研究了磁场辅助激光焊接Ti-6Al-4V接头的几何形貌与抗拉强度。由于磁场对焊接过程中熔池流动行为的影响,焊缝熔深从4.27毫米(部分熔透)增至5.00毫米(完全熔透),且焊缝截面曲率减小,从而提高了焊缝抗拉强度。熔合区面积扩大,在磁场强度为90毫特斯拉时达到最大53.4%的增幅。熔深增加与熔合区面积扩大表明:施加磁场能提升激光对接焊过程中的能量利用率。本文探讨了磁场诱导熔深变化的机理,该研究为采用低功率激光焊接获得全熔透接头提供了新的节能方法。
关键词: 磁场辅助激光焊接、抗拉强度、能量利用率、Ti-6Al-4V、焊缝几何形状
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