【摘要】：基于金屬絲材的激光焊接、熔覆和增材制造等技術(shù)以能量密度高、穿透性強(qiáng)的激光束為熱源,焊后工件應(yīng)力變形小;以金屬絲材作為填充金屬,改善焊縫冶金成分、抑制焊接裂紋的同時(shí)提高了焊接的經(jīng)濟(jì)性;在汽車制造、航空航天、船舶重工及高精尖零部件的焊接、熔敷修復(fù)和一體化增材成形等領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。然而,金屬絲材的添加使得焊接過程穩(wěn)定性和焊縫成形質(zhì)量的控制變得更加困難。輔助于高速攝像采集系統(tǒng)進(jìn)行平板單道堆焊工藝試驗(yàn),本文分階段對(duì)焊絲的熔化機(jī)制、液態(tài)金屬的過渡行為和工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形質(zhì)量的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究,發(fā)現(xiàn):焊絲在激光熱量、金屬蒸汽熱輻射和熔池液態(tài)金屬熱傳導(dǎo)作用下熔化,激光功率、焊絲送進(jìn)位置和送絲速度是影響焊絲熔化機(jī)制的關(guān)鍵因素。通過分析高速攝像采集到的焊絲熔入過程,焊絲熔化后液態(tài)金屬的過渡方式主要有鋪展過渡、大滴過渡和液橋過渡三種典型方式。鋪展過渡時(shí),由于送絲速度極小過渡到熔池中的金屬體積小,焊縫表面形貌類似于自熔焊,焊接過程不穩(wěn)定且焊接效率低。大滴過渡時(shí),液態(tài)金屬以大滴狀過渡到熔池中時(shí)對(duì)熔池造成沖擊導(dǎo)致焊接過程不穩(wěn)定,焊縫表面呈現(xiàn)不連續(xù)的顆粒狀,雖然可通過調(diào)整大滴過渡周期時(shí)間和焊接速度來控制焊疤間距從而對(duì)焊縫形貌進(jìn)行優(yōu)化,但工藝窗口較窄且難于實(shí)現(xiàn)。液橋過渡是最理想的液態(tài)金屬過渡方式;激光束和焊絲部分重疊時(shí)在很寬的工藝參數(shù)范圍內(nèi)均能形成穩(wěn)定的液橋過渡,液橋過渡時(shí)激光功率的可調(diào)性和對(duì)焊接過程波動(dòng)適應(yīng)性最強(qiáng),焊接過程穩(wěn)定且焊縫成形質(zhì)量最好。對(duì)焊絲送進(jìn)位置優(yōu)化后,結(jié)合不同工藝參數(shù)下高速攝像采集到的焊接過程,系統(tǒng)研究了激光功率、焊接速度、送絲速度和角度、離焦量等工藝參數(shù)對(duì)焊縫表面形貌、熔寬、熔深和余高等成型特征的影響,揭示了焊縫成形質(zhì)量與焊絲熔入過程的內(nèi)部聯(lián)系。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(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 熊江濤;耿海濱;林鑫;黃丹;李京龍;張賦升;;電弧增材制造研究現(xiàn)狀及在航空制造中應(yīng)用前景[J];航空制造技術(shù);2015年Z2期

2 徐景波;;汽車用鋁合金激光填絲焊接工藝[J];電焊機(jī);2014年12期

3 劉紅兵;陶汪;陳潔;楊志斌;陳磊;占小紅;李俐群;;激光填絲焊焊絲熔入行為特征[J];焊接學(xué)報(bào);2013年11期

4 任方杰;;激光焊接技術(shù)及其研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代焊接;2010年11期

5 劉雨佳;劉建華;;小功率激光填絲焊接技術(shù)研究[J];航空制造技術(shù);2009年16期

6 李來平;胡明華;楊學(xué)勤;魏薇;朱平國(guó);;激光焊接技術(shù)及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J];現(xiàn)代焊接;2009年08期

7 李俐群;陶汪;朱先亮;;厚板高強(qiáng)鋼激光填絲多層焊工藝[J];中國(guó)激光;2009年05期

8 李曉娜;許先果;邊美華;;激光焊接在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[J];電焊機(jī);2006年04期

9 李章,徐煒;激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用[J];汽車工藝與材料;2004年06期

10 杜漢斌 ,胡倫驥 ,胡席遠(yuǎn);激光填絲焊技術(shù)[J];航空制造技術(shù);2002年11期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 余陽春;激光填絲焊的焊絲熔入行為及工藝研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 申發(fā)明;不銹鋼絲基激光增材制造成形工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 何濤;鋁合金光纖激光填絲焊接工藝研究[D];華中科技大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：2676757