厚板鋁合金在大型結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用日益廣泛,但其實(shí)際生產(chǎn)中存在的焊接問(wèn)題也漸漸凸顯,因此急需開(kāi)發(fā)鋁合金大型厚壁構(gòu)件的高效、可靠焊接技術(shù)。窄間隙激光焊接已成為解決厚板焊接問(wèn)題的一個(gè)極具潛力的焊接方法,不僅可以顯著提高厚板焊接效率而且大大降低焊接變形。鋁合金激光焊接過(guò)程中的高反射、氣孔問(wèn)題,以及厚壁構(gòu)件窄間隙焊接中存在的層間及側(cè)壁熔合不良等問(wèn)題都是亟待突破的關(guān)鍵難題。本文針對(duì)上述問(wèn)題,提出了一種厚板鋁合金窄間隙激光焊接方法。采用萬(wàn)瓦級(jí)大功率激光實(shí)現(xiàn)較大熔深的厚板打底焊以提高焊接效率;采用雙焦點(diǎn)激光完成多層窄間隙的多層填充焊;同時(shí),通過(guò)高速攝像和數(shù)值模擬方法對(duì)雙焦點(diǎn)激光焊接模式獨(dú)特的熔池流動(dòng)行為進(jìn)行了深入研究,并分析其與焊絲熔化過(guò)渡之間的相互作用,最終實(shí)現(xiàn)了50mm厚5A06鋁合金厚板焊接。首先,通過(guò)高速攝像對(duì)熔池表面流動(dòng)狀態(tài)及等離子體的拍攝,研究了焊接工藝參數(shù)、熔池流動(dòng)及焊縫成形的對(duì)應(yīng)關(guān)系,分析了影響熔池流動(dòng)的影響因素。結(jié)果表明,與常規(guī)千瓦級(jí)激光相比,萬(wàn)瓦級(jí)大功率激光深熔焊中,功率為25k W時(shí)激光作用寬度增大了21%,但熔深可增加159%,焊縫深寬比增加一倍。激光功率的增加和焊接速度的減小都... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 厚板激光自熔焊
        1.2.2 厚板窄間隙激光填絲焊
        1.2.3 雙焦點(diǎn)激光焊接
        1.2.4 雙焦點(diǎn)激光焊接熔池?zé)崃鲌?chǎng)分析
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)析
    1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)條件
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 母材
        2.1.2 填充材料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備
    2.3 試驗(yàn)方法
        2.3.1 大功率激光打底焊試驗(yàn)
        2.3.2 雙焦點(diǎn)激光填絲焊試驗(yàn)
    2.4 金屬試樣制備與觀察
第3章 萬(wàn)瓦級(jí)大功率激光打底焊工藝特性
    3.1 引言
    3.2 工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響
        3.2.1 激光功率對(duì)焊縫成形的影響
        3.2.2 焊接速度對(duì)焊縫成形的影響
        3.2.3 離焦量對(duì)焊縫成形的影響
    3.3 工藝參數(shù)對(duì)氣孔率的影響
    3.4 焊接熔池表面特征分析
        3.4.1 激光功率度對(duì)熔池表面動(dòng)態(tài)行為的影響
        3.4.2 焊接速度對(duì)熔池表面動(dòng)態(tài)行為的影響
        3.4.3 離焦量對(duì)熔池表面動(dòng)態(tài)行為的影響
    3.5 等離子體特征分析
        3.5.1 激光功率對(duì)等離子體的影響
        3.5.2 焊接速度對(duì)等離子體的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 雙焦點(diǎn)激光填絲焊工藝特性
    4.1 引言
    4.2 雙焦點(diǎn)焊接特性研究
        4.2.1 雙焦點(diǎn)激光能量分布特點(diǎn)
        4.2.2 深熔焊臨界功率密度計(jì)算
        4.2.3 雙焦點(diǎn)激光對(duì)熔池行為的影響
    4.3 雙焦點(diǎn)激光填絲焊的熔池表面動(dòng)態(tài)行為
        4.3.1 單、雙焦點(diǎn)激光對(duì)填絲焊的熔池行為比較
        4.3.2 雙焦點(diǎn)間距對(duì)熔池動(dòng)態(tài)行為的影響
        4.3.3 光絲間距對(duì)焊絲熔化過(guò)渡行為的影響
    4.4 窄間隙雙焦點(diǎn)激光多層焊工藝特性
        4.4.1 窄間隙坡口設(shè)計(jì)
        4.4.2 單道填充基礎(chǔ)試驗(yàn)研究
        4.4.3 多層填充焊工藝研究
        4.4.4 50mm厚鋁合金的窄間隙雙焦點(diǎn)激光焊接
    4.5 本章小結(jié)
第5章 雙焦點(diǎn)激光填絲焊的熔池流動(dòng)行為
    5.1 引言
    5.2 熱流耦合模型建立
        5.2.1 數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 熱源模型及網(wǎng)格劃分
        5.2.3 模型驗(yàn)證
    5.3 不同匙孔狀態(tài)下的熔池流動(dòng)行為
        5.3.1 單/雙焦點(diǎn)激光焊熔池流動(dòng)行為
        5.3.2 雙匙孔狀態(tài)下熔池流動(dòng)行為研究
    5.4 填材對(duì)匙孔與熔池的影響
        5.4.1 填材對(duì)匙孔動(dòng)態(tài)形貌的影響
        5.4.2 填材對(duì)熔池流動(dòng)行為的影響
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]鋁合金激光液態(tài)填充焊的匙孔與熔池動(dòng)態(tài)行為研究[D]. 彭進(jìn).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]空間多位置擺動(dòng)電弧窄間隙MAG焊熔滴過(guò)渡與焊縫成形研究[D]. 徐望輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]厚板超窄間隙光纖激光焊接理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張國(guó)偉.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[5]鋁合金激光-TIG雙面焊接特性與能量作用機(jī)制研究[D]. 苗玉剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



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