厚板的焊接已廣泛應(yīng)用于核電工程、船舶制造、油氣管道等諸多工業(yè)領(lǐng)域,成為必不可少的關(guān)鍵工藝技術(shù)。傳統(tǒng)的弧焊方法焊接厚板不僅需要加工大角度坡口,更是由此帶來了熱輸入高、焊后變形大及應(yīng)力集中、焊接效率低、焊材消耗大等一系列問題。窄間隙激光填絲焊僅需加工4⁸°的坡口,熱輸入低、焊后變形小,且焊絲的填入可以降低拼裝間隙的敏感性、調(diào)節(jié)焊縫金屬成分,實(shí)現(xiàn)了小功率激光器焊接大厚板。但窄間隙激光填絲焊由于熔池體積小,焊縫深寬比大,焊后易形成氣孔及側(cè)壁熔合等缺陷。本文在窄間隙激光填絲焊的基礎(chǔ)上施加了超聲,利用超聲的空化效應(yīng)及聲流效應(yīng)來調(diào)控窄間隙坡口內(nèi)的等離子體和焊縫成形,從而來改善和提高窄間隙激光填絲焊的接頭質(zhì)量。首先搭建了超聲輔助窄間隙坡口內(nèi)激光填絲焊試驗(yàn)平臺(tái),并采用不同的參數(shù)進(jìn)行了焊接工藝試驗(yàn),通過對(duì)焊縫成形的分析,確定了優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)范圍,從而實(shí)現(xiàn)了12mm厚Q345E鋼超聲輔助條件下的窄間隙激光填絲焊,焊后分析了接頭的組織和性能。結(jié)果表明:超聲可以有效地改善窄間隙激光填絲焊的氣孔缺陷,相比常規(guī)窄間隙激光填絲焊,超聲輔助激光填絲焊焊縫中的氣孔率降低了50%,且氣孔多集中在起... 

【文章來源】：江蘇科技大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 厚板的焊接方法
        1.2.1 厚板結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)焊接方法
        1.2.2 高能束焊接方法
        1.2.3 窄間隙激光填絲焊技術(shù)
    1.3 超聲輔助焊接的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超聲輔助釬焊
        1.3.2 超聲輔助攪拌摩擦焊
        1.3.3 超聲輔助弧焊
        1.3.4 超聲輔助激光焊
    1.4 激光等離子體特征的研究
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及方法
    2.1 試驗(yàn)材料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 焊接設(shè)備
        2.2.2 焊接及數(shù)據(jù)采集平臺(tái)
        2.2.3 分析設(shè)備
第3章 超聲輔助窄間隙激光填絲焊焊接工藝研究
    3.1 前言
    3.2 激光填絲焊打底焊道工藝研究
    3.3 激光填絲焊填充焊道工藝研究
        3.3.1 激光功率(P)對(duì)焊縫成形的影響
        3.3.2 焊接速度(V_w)對(duì)焊縫成形的影響
        3.3.3 送絲速度(V_f)對(duì)焊縫成形的影響
        3.3.4 離焦量(Δf)對(duì)焊縫成形的影響
        3.3.5 光絲交匯點(diǎn)高度(H_(LW))對(duì)焊縫成形的影響
    3.4 激光填絲平板堆焊工藝研究
        3.4.1 離焦量(Δf)對(duì)平板堆焊焊縫成形的影響
        3.4.2 送絲速度(V_f)對(duì)平板堆焊焊縫成形的影響
        3.4.3 光絲交匯點(diǎn)高度(H_(LW))對(duì)平板堆焊焊縫成形的影響
    3.5 超聲輔助窄間隙坡口內(nèi)激光填絲多道焊
        3.5.1 焊縫表面成形的無量綱分析
        3.5.2 超聲輔助激光填絲焊焊縫成形分析
        3.5.3 超聲輔助窄間隙激光填絲焊接頭的組織和性能
    3.6 本章小結(jié)
第4章 超聲輔助窄間隙激光填絲焊等離子體特征研究
    4.1 激光等離子體
    4.2 等離子體形態(tài)及物理特征提取
        4.2.1 等離子體高速攝影圖像處理
        4.2.2 等離子體面積的統(tǒng)計(jì)
        4.2.3 等離子的光譜信息采集
        4.2.4 等離子體電子密度計(jì)算
        4.2.5 等離子體溫度計(jì)算
    4.3 不同超聲加載條件下的等離子體形態(tài)及物理特性分析
        4.3.1 不同超聲加載條件下等離子體形態(tài)分析
        4.3.2 不同超聲加載條件下的等離子體電子密度分布
        4.3.3 不同超聲加載條件下的等離子體溫度
    4.4 本章小結(jié)
第5章 超聲輔助窄間隙激光填絲焊熔化行為研究
    5.1 激光填絲焊熔滴受力研究
        5.1.1 激光填絲焊焊絲熔化熱源分析
        5.1.2 激光填絲焊熔滴受力分析
    5.2 超聲輔助激光填絲焊熔滴過渡基本特征分析
    5.3 超聲輔助窄間隙激光填絲焊熔滴過渡特征
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表或已錄用的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲輔助激光焊接AZ31B合金接頭組織與性能研究[J]. 耿紀(jì)龍,辛立軍.  遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[2]轉(zhuǎn)向架用Q345E鋼窄間隙激光填絲焊接頭組織和力學(xué)性能研究[J]. 闞曉陽,汪認(rèn),葉結(jié)和,王程昊,顧偉,趙勇.  熱加工工藝. 2018(07)
[3]P92鋼與Inconel 625合金厚板超窄間隙激光填絲焊接頭的組織與性能[J]. 朱洪羽,聶璞林,李鑄國,黃堅(jiān).  中國激光. 2018(06)
[4]厚板TC4鈦合金磁控窄間隙TIG焊接工藝[J]. 余陳,張宇鵬,徐望輝,房衛(wèi)萍.  電焊機(jī). 2018(01)
[5]電鍍阻隔層對(duì)鈦/鋼電子束焊接接頭性能的影響[J]. 王亞榮,樊亞麗,余洋.  稀有金屬材料與工程. 2018(01)
[6]電渣焊技術(shù)在鋼軌焊接中的應(yīng)用[J]. 李金華.  焊接技術(shù). 2017(12)
[7]USB3.1 Type C超聲輔助釬焊焊接性研究[J]. 賴志偉,許慶仁,舒勝輝,曾志,范濤,魏晶慧.  電焊機(jī). 2017(04)
[8]530 mm超厚20MnMoNb鍛件的窄間隙埋弧焊[J]. 徐然.  電焊機(jī). 2017(04)
[9]430鐵素體不銹鋼鋼帶光纖激光填絲焊接工藝研究[J]. 孟云飛,葉兵,李翠,吳澤鋒,喻亮,祁小勇,周昆.  焊接. 2016(10)
[10]攪拌摩擦焊超聲振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析[J]. 周光偉,傅波,姜銘仁.  機(jī)械制造. 2016(09)

博士論文
[1]鋁合金超聲輔助TIG焊聲傳播特性與焊縫晶粒細(xì)化機(jī)制[D]. 陳琪昊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]超聲—電弧等離子體作用機(jī)制及焊接特性研究[D]. 謝偉峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]高頻電磁雙脈沖TIG焊電弧行為研究[D]. 路林.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[4]10Ni3CrMoV鋼厚板激光焊接穩(wěn)定性與接頭組織及性能研究[D]. 胡連海.上海交通大學(xué) 2011
[5]激光填絲焊的焊絲熔入行為及工藝研究[D]. 余陽春.華中科技大學(xué) 2010
[6]大厚板高強(qiáng)鋼雙面雙弧焊新工藝及機(jī)器人自動(dòng)化焊接技術(shù)[D]. 張華軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]超聲輔助TIG焊2A12鋁合金組織及力學(xué)性能研究[D]. 劉賢寶.青島理工大學(xué) 2018
[2]超大厚度TA15鈦合金電子束焊接及熱處理工藝研究[D]. 曠小聰.南昌航空大學(xué) 2017
[3]鎂合金超聲輔助激光焊接特性研究[D]. 郭濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]超聲輔助Sn基釬料快速反應(yīng)形成全化合物接頭原理的研究[D]. 李明剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]耐候鋼SMA490BW激光-MAG電孤復(fù)合焊接工藝研究[D]. 榮豪.西南交通大學(xué) 2015
[6]窄間隙GMAW焊槍設(shè)計(jì)及立焊工藝特性研究[D]. 黃海艇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]厚板窄間隙非自熔性激光多層焊接研究[D]. 王天驕.華中科技大學(xué) 2013
[8]高強(qiáng)鋼厚板超窄間隙CO2激光填絲多道焊研究[D]. 王柏平.上海交通大學(xué) 2013
[9]高速客車轉(zhuǎn)向架多次補(bǔ)焊接頭力學(xué)性能研究[D]. 李丹丹.大連交通大學(xué) 2011
[10]高強(qiáng)鋼厚板激光填絲多層焊特性研究[D]. 朱先亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3490517