小功率脈沖激光掃描-TIG復(fù)合焊接等離子體和熔池動(dòng)態(tài)行為
發(fā)布時(shí)間:2021-04-23 11:51
激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)同單獨(dú)的激光焊接或電弧焊接相比,具有能量利用率高、焊接熔深大、焊接過程穩(wěn)定、裝配精度要求低等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)激光-TIG復(fù)合焊接過程中,激光相對(duì)電弧是不動(dòng)的,而激光掃描-TIG復(fù)合焊接相關(guān)的研究較少。為此,本文提出小功率激光掃描-TIG復(fù)合焊接的方法,建立了小功率激光掃描-TIG復(fù)合焊接的試驗(yàn)系統(tǒng),研究了焊接參數(shù)對(duì)焊接過程及焊接質(zhì)量的影響。在此基礎(chǔ)上,通過高速相機(jī)對(duì)電弧和熔池的觀察,重點(diǎn)分析了激光-電弧間的耦合作用機(jī)制及激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程中激光對(duì)熔池震蕩及攪拌的作用機(jī)理。在TIG焊接過程中,激光的引入能穩(wěn)定電弧,尤其是電弧起弧穩(wěn)定后引入激光,可以使激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程變得很穩(wěn)定,同時(shí)也能得到比較好的表面成形;谌蛩厮乃秸粚(shí)驗(yàn)的方法,找到了激光-電弧相互作用最強(qiáng)烈時(shí),激光-電弧間的相對(duì)位置,即弧長(zhǎng)1mm,熱源間距1.5mm,焊槍傾角為45?,并在此基礎(chǔ)上,分別研究了激光離焦量和激光功率對(duì)焊縫熔深的影響。通過對(duì)正交實(shí)驗(yàn)及激光功率實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,得到激光-電弧間如下的相互作用機(jī)制:激光作用下,電弧將優(yōu)先通過激光等離子體形成導(dǎo)電通道,當(dāng)熱源間距較小...
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 激光-TIG復(fù)合熱源焊接技術(shù)
1.2.2 激光-電弧復(fù)合熱源作用機(jī)理
1.2.3 焊接過程熔池?cái)嚢杓夹g(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1 激光掃描-TIG復(fù)合焊接技術(shù)工藝參數(shù)的優(yōu)化
2.3.2 焊接接頭力學(xué)性能的分析
2.3.3 焊接過程電弧和熔池動(dòng)態(tài)行為的分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 小功率脈沖激光-TIG復(fù)合焊接工藝研究
3.1 奧氏體不銹鋼板表面堆焊實(shí)驗(yàn)
3.1.1 激光掃描-TIG復(fù)合焊接技術(shù)工藝參數(shù)的優(yōu)化
3.1.2 激光-電弧相對(duì)位置對(duì)焊接熔深的影響
3.1.3 激光離焦量對(duì)焊縫熔深的影響
3.1.4 激光功率對(duì)焊縫熔深的影響
3.2 奧氏體不銹鋼板對(duì)接實(shí)驗(yàn)
3.2.1 激光掃描-TIG復(fù)合焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)2mm不銹鋼板的對(duì)接
3.2.2 焊接接頭力學(xué)性能的分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 激光-電弧復(fù)合熱源相互作用機(jī)理
4.1 引言
4.2 激光-電弧相對(duì)位置對(duì)耦合效應(yīng)影響
4.2.1 激光-電弧相對(duì)位置正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.2.2 不同位置參數(shù)下的等離子體形態(tài)特征及耦合效應(yīng)分析
4.3 激光功率對(duì)耦合效應(yīng)的影響
4.4 激光-電弧耦合的機(jī)理分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程電弧和熔池動(dòng)態(tài)行為研究
5.1 引言
5.2 激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程電弧動(dòng)態(tài)行為分析
5.2.1 激光不同掃描模式與TIG復(fù)合焊接
5.2.2 激光不同掃描模式與TIG復(fù)合焊接電弧動(dòng)態(tài)變化規(guī)律
5.3 激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程熔池動(dòng)態(tài)行為分析
5.3.1 激光入射熔池的形態(tài)分析
5.3.2 激光在熔池內(nèi)掃描的軌跡分析
5.3.3 激光不同掃描模式下熔池形狀的分析
5.3.4 激光掃描-TIG復(fù)合焊接熔池震蕩及攪拌行為分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]5mm厚304不銹鋼激光-電弧復(fù)合焊接接頭組織性能研究[J]. 高雯雯,陳永城,張宇鵬,易耀勇. 應(yīng)用激光. 2017(06)
[2]輕量化多材料汽車車身連接技術(shù)進(jìn)展[J]. 李永兵,馬運(yùn)五,樓銘,雷海洋,林忠欽. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(24)
[3]激光掃描焊接工藝對(duì)鋁合金焊接氣孔率的影響[J]. 周立濤,王旭友,王威,王詩洋. 焊接學(xué)報(bào). 2014(10)
[4]激光復(fù)合焊接技術(shù)綜述[J]. 姚燕生,王園園,李修宇. 熱加工工藝. 2014(09)
[5]脈沖GTAW熔池行為和焊縫成形的三維數(shù)值模擬[J]. 高如超,饒政華,李蕓霄,廖勝明. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
[6]脈沖激光焊接對(duì)超薄Hastelloy C-276焊縫成形的影響[J]. 馬廣義,吳東江,王占宏,郭玉泉,郭東明. 中國(guó)激光. 2011(06)
[7]激光掃描焊接的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 楊永強(qiáng),王迪,楊斌,韓善果. 機(jī)電工程技術(shù). 2010(09)
[8]低功率YAG激光-熔化極氣體弧焊復(fù)合焊接電弧等離子體行為研究[J]. 劉黎明,黃瑞生,曹運(yùn)明. 中國(guó)激光. 2009(12)
[9]激光-電弧復(fù)合焊接的坡口間隙橋接能力[J]. 高明,曾曉雁,嚴(yán)軍,胡乾午. 中國(guó)機(jī)械工程. 2008(20)
[10]激光—TIG復(fù)合熱源焊接參數(shù)對(duì)鎂/鋼異種材料焊接接頭的影響[J]. 單闖,宋剛,劉黎明. 焊接學(xué)報(bào). 2008(06)
博士論文
[1]低功率YAG激光+TIG復(fù)合熱源焊接技術(shù)研究[D]. 郝新鋒.大連理工大學(xué) 2010
[2]超聲—TIG電弧復(fù)合焊接方法及電弧行為研究[D]. 孫清潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接工藝及接頭性能研究[D]. 劉曉紅.大連理工大學(xué) 2017
[2]超聲-TIG復(fù)合焊槍優(yōu)化設(shè)計(jì)及鋁合金焊接試驗(yàn)研究[D]. 張玉岐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]激光-MAG復(fù)合擺動(dòng)焊的焊接特性研究[D]. 陳新亞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]不銹鋼純Ar保護(hù)激光掃描-CMT復(fù)合焊接研究[D]. 王小朋.機(jī)械科學(xué)研究總院 2012
[5]鋁合金激光焊接工藝研究[D]. 張大文.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2012
[6]鋁合金超聲-TIG焊接工藝及超聲作用效果研究[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[7]激光—電弧復(fù)合焊接不銹鋼的研究[D]. 呂高尚.大連交通大學(xué) 2004
本文編號(hào):3155278
【文章來源】:上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 激光-TIG復(fù)合熱源焊接技術(shù)
1.2.2 激光-電弧復(fù)合熱源作用機(jī)理
1.2.3 焊接過程熔池?cái)嚢杓夹g(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
2.3.1 激光掃描-TIG復(fù)合焊接技術(shù)工藝參數(shù)的優(yōu)化
2.3.2 焊接接頭力學(xué)性能的分析
2.3.3 焊接過程電弧和熔池動(dòng)態(tài)行為的分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 小功率脈沖激光-TIG復(fù)合焊接工藝研究
3.1 奧氏體不銹鋼板表面堆焊實(shí)驗(yàn)
3.1.1 激光掃描-TIG復(fù)合焊接技術(shù)工藝參數(shù)的優(yōu)化
3.1.2 激光-電弧相對(duì)位置對(duì)焊接熔深的影響
3.1.3 激光離焦量對(duì)焊縫熔深的影響
3.1.4 激光功率對(duì)焊縫熔深的影響
3.2 奧氏體不銹鋼板對(duì)接實(shí)驗(yàn)
3.2.1 激光掃描-TIG復(fù)合焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)2mm不銹鋼板的對(duì)接
3.2.2 焊接接頭力學(xué)性能的分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 激光-電弧復(fù)合熱源相互作用機(jī)理
4.1 引言
4.2 激光-電弧相對(duì)位置對(duì)耦合效應(yīng)影響
4.2.1 激光-電弧相對(duì)位置正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
4.2.2 不同位置參數(shù)下的等離子體形態(tài)特征及耦合效應(yīng)分析
4.3 激光功率對(duì)耦合效應(yīng)的影響
4.4 激光-電弧耦合的機(jī)理分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程電弧和熔池動(dòng)態(tài)行為研究
5.1 引言
5.2 激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程電弧動(dòng)態(tài)行為分析
5.2.1 激光不同掃描模式與TIG復(fù)合焊接
5.2.2 激光不同掃描模式與TIG復(fù)合焊接電弧動(dòng)態(tài)變化規(guī)律
5.3 激光掃描-TIG復(fù)合焊接過程熔池動(dòng)態(tài)行為分析
5.3.1 激光入射熔池的形態(tài)分析
5.3.2 激光在熔池內(nèi)掃描的軌跡分析
5.3.3 激光不同掃描模式下熔池形狀的分析
5.3.4 激光掃描-TIG復(fù)合焊接熔池震蕩及攪拌行為分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]5mm厚304不銹鋼激光-電弧復(fù)合焊接接頭組織性能研究[J]. 高雯雯,陳永城,張宇鵬,易耀勇. 應(yīng)用激光. 2017(06)
[2]輕量化多材料汽車車身連接技術(shù)進(jìn)展[J]. 李永兵,馬運(yùn)五,樓銘,雷海洋,林忠欽. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(24)
[3]激光掃描焊接工藝對(duì)鋁合金焊接氣孔率的影響[J]. 周立濤,王旭友,王威,王詩洋. 焊接學(xué)報(bào). 2014(10)
[4]激光復(fù)合焊接技術(shù)綜述[J]. 姚燕生,王園園,李修宇. 熱加工工藝. 2014(09)
[5]脈沖GTAW熔池行為和焊縫成形的三維數(shù)值模擬[J]. 高如超,饒政華,李蕓霄,廖勝明. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(11)
[6]脈沖激光焊接對(duì)超薄Hastelloy C-276焊縫成形的影響[J]. 馬廣義,吳東江,王占宏,郭玉泉,郭東明. 中國(guó)激光. 2011(06)
[7]激光掃描焊接的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 楊永強(qiáng),王迪,楊斌,韓善果. 機(jī)電工程技術(shù). 2010(09)
[8]低功率YAG激光-熔化極氣體弧焊復(fù)合焊接電弧等離子體行為研究[J]. 劉黎明,黃瑞生,曹運(yùn)明. 中國(guó)激光. 2009(12)
[9]激光-電弧復(fù)合焊接的坡口間隙橋接能力[J]. 高明,曾曉雁,嚴(yán)軍,胡乾午. 中國(guó)機(jī)械工程. 2008(20)
[10]激光—TIG復(fù)合熱源焊接參數(shù)對(duì)鎂/鋼異種材料焊接接頭的影響[J]. 單闖,宋剛,劉黎明. 焊接學(xué)報(bào). 2008(06)
博士論文
[1]低功率YAG激光+TIG復(fù)合熱源焊接技術(shù)研究[D]. 郝新鋒.大連理工大學(xué) 2010
[2]超聲—TIG電弧復(fù)合焊接方法及電弧行為研究[D]. 孫清潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接工藝及接頭性能研究[D]. 劉曉紅.大連理工大學(xué) 2017
[2]超聲-TIG復(fù)合焊槍優(yōu)化設(shè)計(jì)及鋁合金焊接試驗(yàn)研究[D]. 張玉岐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]激光-MAG復(fù)合擺動(dòng)焊的焊接特性研究[D]. 陳新亞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]不銹鋼純Ar保護(hù)激光掃描-CMT復(fù)合焊接研究[D]. 王小朋.機(jī)械科學(xué)研究總院 2012
[5]鋁合金激光焊接工藝研究[D]. 張大文.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2012
[6]鋁合金超聲-TIG焊接工藝及超聲作用效果研究[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[7]激光—電弧復(fù)合焊接不銹鋼的研究[D]. 呂高尚.大連交通大學(xué) 2004
本文編號(hào):3155278
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