【摘要】：形貌、溫度和速度是激光填粉焊接小孔與熔池的重要特征信息,形貌、溫度和速度的動(dòng)態(tài)變化行為能夠從一個(gè)方面反映焊接過程的穩(wěn)定性。為了全面探究送粉速率和焊接速度對(duì)小孔與熔池特征信息的影響規(guī)律,分為表面特征(表面形貌、小孔表面溫度、熔池表面溫度和熔池表面速度)和內(nèi)部特征(側(cè)面形貌和小孔內(nèi)部溫度)。借助高速相機(jī)和比色高溫計(jì),分別搭建表面特征觀測(cè)平臺(tái)和內(nèi)部特征觀測(cè)平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)。由高速相機(jī)捕獲激光填粉焊接304不銹鋼時(shí)小孔與熔池的形貌特征。就表面形貌而言,當(dāng)粉末未達(dá)到該工藝下飽和時(shí),小孔平均直徑、熔池平均寬度和相同時(shí)刻下的熔池長度隨著送粉速率增加而增加;當(dāng)粉末達(dá)到飽和時(shí),隨著送粉速率繼續(xù)增加,穩(wěn)定后小孔平均直徑和熔池平均寬度略有降低,并最終趨于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定,相同時(shí)刻下的熔池長度沒有明顯差異。隨著焊接速度的增加,穩(wěn)定后的焊接熔池平均寬度隨之降低,同時(shí)達(dá)到焊接熔池寬度的穩(wěn)定時(shí)間也隨之縮短。在相同時(shí)刻下,越大的焊接速度形成的熔池長度越長。就側(cè)面形貌而言,當(dāng)送粉速率小于14.15g/min時(shí),焊接小孔深度隨著送粉速率增加而增加;然而,當(dāng)送粉速率大于14.15g/min時(shí),隨著送粉速率的增加,焊接小孔的深度存在著明顯的降低。隨著焊接速度增加,小孔穩(wěn)定后的平均孔深和初始時(shí)刻最大的孔深變化速率降低,然而,小孔前沿孔壁的傾斜角度有增大的趨勢(shì)。由比色高溫計(jì)測(cè)量激光填粉焊接304不銹鋼時(shí)小孔與熔池的溫度特征。針對(duì)小孔表面溫度,采取較大的送粉速率,焊接小孔表面溫度較高;隨著焊接速度增加,小孔達(dá)到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定時(shí)表面的平均溫度沒有明顯的變化。針對(duì)小孔內(nèi)部溫度,當(dāng)送粉速率低于粉末飽和的臨界速率時(shí),焊接小孔內(nèi)部特定區(qū)域的平均溫度隨著送粉速率的增加而增加;焊接小孔內(nèi)部溫度穩(wěn)定后,其溫度的平均值隨著焊接速度的增加而降低。針對(duì)熔池表面溫度,隨著送粉速率和焊接速度的升高,穩(wěn)定后熔池表面平均溫度有升高的趨勢(shì)。基于表面特征觀測(cè)平臺(tái),高速相機(jī)拍攝粉末顆粒在焊接熔池表面的運(yùn)動(dòng)軌跡,進(jìn)而試驗(yàn)測(cè)得熔池表面速度。粉末顆粒在焊接熔池表面的運(yùn)動(dòng)軌跡主要有兩種形式:沿邊緣式和橫跨熔池寬度式。粉束流的送粉速率對(duì)于焊接熔池表面速率影響不大;熔池表面速度主要受到等離子體或是金屬蒸氣噴發(fā)作用的影響。隨著焊接速度的增加,焊接熔池表面速度呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。
【圖文】：

第 1 章 緒論及意義2025 的大背景下，激光焊接技術(shù)具有極為廣闊制造技術(shù)”[1]。在焊接過程中，根據(jù)有無小孔的傳導(dǎo)焊接和激光深熔焊接[2, 3]。若激光功率面吸熱并熔化，但沒有達(dá)到母材的氣化溫度，故熔池[4]；然而，若激光功率密度達(dá)到 105 107化，并氣化形成等離子體。劇烈的光致等離子體池向下凹陷，由此形成小孔。小孔通過光束在孔反韌致輻射吸收獲得激光能量。與激光熱導(dǎo)焊相使得激光深熔焊接具有更大的熔深。圖 1.1 同時(shí)

時(shí)響應(yīng)能力；同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)測(cè)量小孔與熔池溫度時(shí)，由金屬蒸氣噴發(fā)的干擾，，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，這測(cè)方法。與熔池的表面溫度容易獲取，許多學(xué)者對(duì)這方面進(jìn)行了rtois 等人[46]采用單色高溫計(jì)的方法來測(cè)量熔池表面不得小孔后方 1mm 處的熔池表面溫度約為 2300K，液態(tài)上的表面平均溫度保持很好的一致性；然而在熔池長度低至熔化溫度，如圖 1.2 所示。并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)模型的準(zhǔn)確性。通過激光-MAG 復(fù)合焊接 42CrMo 鋼，儀觀測(cè)熔池表面溫度，試驗(yàn)測(cè)得不同工藝參數(shù)下溫度隨線的溫度的峰值，并探究焊縫冷卻速率對(duì)于氣孔的影響，Bertrand 等人[48]采用二維單色高溫計(jì)和單點(diǎn)高溫計(jì)同表面溫度。二維溫度場(chǎng)有助于優(yōu)化焊接過程；單點(diǎn)高溫之間的溫度偏移。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG456.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭喜軍;;激光焊接技術(shù)綜述[J];河南科技;2013年07期

2 溫鵬;鄭世卿;荻崎賢二;山本元道;;填充熱絲激光窄間隙焊接的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國激光;2011年11期

3 姚波;林峰;馬旭龍;張志平;吳濤;;激光微熔覆沉積工藝中TC4粉末精確噴射技術(shù)研究[J];電加工與模具;2011年04期

4 蘇玉虎;秦國梁;位延堂;;鋁合金/鋼異種金屬熔-釬焊技術(shù)研究進(jìn)展[J];焊接;2011年06期

5 崔海超;蘆鳳桂;唐新華;姚舜;;激光焊接熔池流動(dòng)性試驗(yàn)研究[J];中國激光;2011年06期

6 孟宣宣;王春明;胡席遠(yuǎn);;光纖激光焊接熔池和小孔的高速攝像與分析[J];電焊機(jī);2010年11期

7 許飛;楊t

本文編號(hào)：2615631