【摘要】：B340LA低合金高強(qiáng)鋼是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的主選材料之一,同時(shí)變截面結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的有效途徑,因此寶鋼集團(tuán)研發(fā)了B340LA變厚截面板用于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化。激光填粉焊接除了具備激光焊接的諸多優(yōu)點(diǎn)以外,還具有提高激光能量利用率、改善焊接缺陷等特點(diǎn),可以更好的實(shí)現(xiàn)B340LA變厚截面板的連接。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)激光焊接過(guò)程,可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)激光焊接,加快生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化和智能化進(jìn)程。但是,直接對(duì)B340LA變厚截面板進(jìn)行自適應(yīng)激光填粉焊接難度較大,所以首先對(duì)B340LA高強(qiáng)鋼進(jìn)行激光填粉焊接研究可以加快實(shí)現(xiàn)B340LA變厚截面板自適應(yīng)激光填粉焊接的進(jìn)程。為了能夠?qū)崿F(xiàn)B340LA高強(qiáng)鋼的激光填粉焊接試驗(yàn),本文搭建了激光填粉焊接系統(tǒng),并且該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)光致等離子體光譜的采集。該系統(tǒng)主要包含激光焊接系統(tǒng)、送粉系統(tǒng)和光致等離子體光譜采集系統(tǒng)。為了研究工藝參數(shù)對(duì)B340LA高強(qiáng)鋼激光填粉焊接性能的影響,本文首先設(shè)計(jì)了多種粉末的正交試驗(yàn),尋求合適的填充粉末種類;然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了單一變量試驗(yàn),分別分析了對(duì)接間隙、焊接速度、送粉量對(duì)焊縫成形、力學(xué)性能等焊接性能的影響。結(jié)果:對(duì)接間隙和焊接速度對(duì)焊接塌陷的影響較大,送粉量對(duì)熔寬和力學(xué)性能影響大,并且在一定范圍內(nèi)隨著送粉量的增加接頭拉伸強(qiáng)度增強(qiáng)。針對(duì)激光焊接過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)焊接質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的問(wèn)題,本文分別采集了激光未填粉焊接和激光填粉焊接過(guò)程中產(chǎn)生的光致等離子體光譜信息。首先對(duì)不同激光功率下的光致等離子體的電子溫度進(jìn)行計(jì)算,發(fā)現(xiàn)未填粉焊時(shí),隨著激光功率的增加電子溫度逐漸減少,并且在板材熔透時(shí)電子溫度急劇下降;填粉焊時(shí),未熔透狀態(tài)下電子溫度隨著激光功率的增加而減少,熔透時(shí)電子溫度隨著激光功率的增加而增加。然后,對(duì)譜線的相對(duì)強(qiáng)度變化進(jìn)行分析,結(jié)果顯示當(dāng)激光未填粉焊接過(guò)程不穩(wěn)定出現(xiàn)焊縫不均勻、熔透性不一致時(shí),譜線強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)明顯波動(dòng);在只改變激光功率的激光填粉焊接試驗(yàn)中,測(cè)得同一譜線的相對(duì)強(qiáng)度越大形成的焊縫寬度越寬。最后,通過(guò)對(duì)激光填粉焊接產(chǎn)生的Cr元素光譜譜線強(qiáng)度變化趨勢(shì)與焊縫中的氣孔位置作比較,發(fā)現(xiàn)波長(zhǎng)為399.11nm的CrⅠ譜線可以有效的監(jiān)測(cè)到焊縫中的氣孔。論文研究結(jié)果對(duì)變厚截面板自適應(yīng)激光填粉焊接的研究具有重要的理論意義及工程應(yīng)用前景。
【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
【圖文】：

圖 1.3 激光填絲焊示意圖圖 1.4 激光填粉焊示意圖圖[36]如圖 1.4 所示,激光填粉焊接幾乎具含了激光填絲焊的基本功能[37]。激光填缺陷的產(chǎn)生，改善焊接接頭質(zhì)量。焊熔化金屬填充焊縫間隙，可以獲得連續(xù)等缺陷的產(chǎn)生，從而改善了焊接接頭焊縫。填充的粉末種類可以根據(jù)需要進(jìn)

圖 1.4 激光填粉焊示意圖圖[36]如圖 1.4 所示,激光填粉焊接幾乎具含了激光填絲焊的基本功能[37]。激光填缺陷的產(chǎn)生，改善焊接接頭質(zhì)量。焊接熔化金屬填充焊縫間隙，可以獲得連續(xù)等缺陷的產(chǎn)生，從而改善了焊接接頭的焊縫。填充的粉末種類可以根據(jù)需要進(jìn)程形成新的組織，獲得所需要的焊縫組焊接技術(shù)對(duì)工件焊前加工要求低，這樣光致等離子體的控制，易獲得穩(wěn)定的焊致等離子體的能量用于母材和粉末的熔體的吸收波傳播距離減少；5.提高激光接過(guò)程中，粉末具有更大的表面積，粉收焊件表面反射的激光的同時(shí)激光在粉

激光深熔焊時(shí)隨著熔深的增加光信號(hào)在明顯上升。段愛(ài)琴等熔透或者熔透性差的時(shí)候，光信號(hào)存在明顯波動(dòng)；當(dāng)焊縫光信號(hào)穩(wěn)定。除了直接觀察分析光信號(hào)特征，通過(guò)光致等算獲得其電子溫度和電子密度。Li 等人[74]通過(guò) PCS 傳感電子溫度判斷焊接質(zhì)量。祁俊峰等人[75]在 CO2激光焊接鋁譜譜線計(jì)算出不同工藝參數(shù)改變下的光致等離子體電子溫接速度和保護(hù)氣都會(huì)對(duì)光致等離子體的電子溫度造成影響。工藝參數(shù)對(duì)等離子體的電子溫度的影響，結(jié)果顯示，在鎂率對(duì)等離子體電子溫度影響很小，He 氣對(duì)等離子體具有等離子體電子溫度隨著焊接速度的增大呈現(xiàn)先增大后減小者利用相機(jī)對(duì)光致等離子體的光信號(hào)進(jìn)行采集，分析。王軍對(duì)焊接過(guò)程光致等離子的形貌進(jìn)行采集，并且分析得出其小孔的狀態(tài)。王小博等[78]利用高速相機(jī)拍攝光致等離子體活性劑對(duì)光致等離子體積的影響，發(fā)現(xiàn)填加鹵化物活性劑明顯收縮。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 龔曉叁;韓紹昌;黃開(kāi)發(fā);;B340LA低合金高強(qiáng)鋼電阻點(diǎn)焊工藝試驗(yàn)優(yōu)化與分析[J];熱加工工藝;2014年23期

2 焦嬌;楊立軍;劉桐;杜笑;王會(huì)超;;YAG激光焊接等離子體電信號(hào)檢測(cè)與焊接模式分析[J];中國(guó)激光;2014年09期

3 李彬坡;劉鵬;趙寶中;許文濤;;不等厚B340LA/B1500HS異種高強(qiáng)鋼薄板TIG焊接頭成形及組織性能[J];電焊機(jī);2014年08期

4 李言飛;石巖;劉佳;鄺玉林;;鍍鋅層對(duì)鋁/鋼異種金屬激光填粉焊接的影響研究[J];應(yīng)用激光;2014年04期

5 鄭玉榮;吳新年;羅曉玲;王曉民;;鉑族金屬汽車(chē)尾氣凈化催化劑研發(fā)及應(yīng)用進(jìn)展[J];黃金科學(xué)技術(shù);2014年02期

6 劉桐;楊立軍;王立君;王浪平;;激光等離子體無(wú)源電探針探測(cè)及光譜診斷的比較分析[J];光譜學(xué)與光譜分析;2014年02期

7 王小博;楊立軍;石文玲;王浪平;李桓;;6061鋁合金薄板低功率活性Nd:YAG激光焊的作用機(jī)理[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年04期

8 王國(guó)振;王春明;王軍;楊上陸;胡席遠(yuǎn);;間隙對(duì)5754鋁合金激光填絲搭接焊氣孔的影響[J];中國(guó)激光;2012年12期

9 張屹;段林勇;周惦武;李時(shí)春;王存山;;鍍鋅鋼激光添粉焊接的等離子體監(jiān)測(cè)機(jī)理[J];中國(guó)激光;2012年05期

10 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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 王剛;同軸送粉鋼鋁對(duì)接激光熔釬焊界面層的控制研究[D];湖南大學(xué);2015年

2 王永貴;側(cè)吹氣體對(duì)光致等離子體結(jié)構(gòu)和屏蔽效應(yīng)的影響[D];上海交通大學(xué);2014年

3 徐磊;鍍鋅鋼激光填粉焊接的粉末輸送及工藝研究[D];湖南大學(xué);2013年

4 李明星;鍍鋅板的激光填充粉末焊接[D];北京工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2768243