钛/钢异种材料激光焊接裂纹与微观组织分析

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采用Nd:YAG激光器进行TC4钛合金与50钢异种材料激光焊接,研究了接头的裂纹扩展与焊缝的微观组织以及物相成分.结果表明,裂纹类型及位置与工艺参数有关.裂纹在焊缝中以穿晶的方式进行扩展,接头断裂为脆性断裂.焊缝中有高碳马氏体的形成,高碳马氏体有中脊存在.焊缝中的Ti-Fe相为TiFe、TiFe2金属间化合物,并且TiFe数量多于TiFe2.高碳马氏体与TiFe、TiFe2金属间化合物的高硬度以及差的韧性与塑性是裂纹萌生与扩展的主要原因.
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对大功率高重频的皮秒光纤激光器的倍频及三倍频进行了研究,选用功率为50 W、重复频率为50 MHz、脉冲宽度为10 ps的1 030 nm的掺镱(Yb)光纤激光器作为泵浦源,选取三硼酸钡晶体(LBO)作为倍频晶体,通过仿真得到Ⅰ类角度相位匹配时晶体长度为20 mm,光斑半径为0.03 mm,倍频转换效率为28.08%;Ⅰ类温度相位匹配时,晶体长度为20 mm,光斑半径为0.039 mm,倍频转换效率为76.4%.比较认为,由于温度相位匹配离散角为0°,且非线性系数较高,对于大功率高重频的激光器,更适合使用
机器视觉检测是当下热门的检测方法。针对客车踏板流水线生产工件数量大、检测精度低的问题,采用线结构光标定方法,实现了工件孔位尺寸信息与位置信息的批量检测。针对激光线不稳定以及无法准确识别中心线的问题,首先提出一种基于Hessian矩阵的激光中心线提取方法,其次进行激光平面拟合标定以及客车踏板的点云重建,最后对点云图进行投影,在二维图像上进行圆拟合测量计算。实验表明,该检测方法能在500 mm测量精度
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针对异种钢材料焊接因母材性能差异而导致焊接质量差的问题,增设电镀镍作为母材中间层,来改善焊接质量.以DP590双相钢和304不锈钢为母材,采用Nd:YAG激光对异种钢材料进行激光拼接焊对比试验,利用光学显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等实验设备对焊缝的微观组织、硬度、力学性能和耐腐蚀性能进行对比研究.结果表明:与未镀镍的焊缝相比,增设镀镍层提高了焊缝中Ni元素的含量,有利于焊缝处板条马氏体的形成;焊缝的平均硬度提高了12%,抗拉伸强度高于370 MPa;增设镀镍层,可减缓焊缝的腐蚀速率,提高焊缝的耐腐蚀性能.
针对高含量陶瓷相的熔覆层容易出现裂纹的问题,研究了不同工艺参数下Ni45+20%Cr3C2熔覆层的成形特性,为调节工艺参数制备出高含量陶瓷相的无裂纹熔覆层提供相应的理论指导.研究结果表明:随着激光电流的增加,稀释率、熔高及熔宽均增大,熔宽的增加值大于熔高的增加值,熔覆层的组织比较粗大,晶距较大,晶粒生长方式由细小的树枝晶向胞状树枝晶转变;在优化的工艺参数下(电流150 A,扫描速度200 mm/min,搭接率60%),熔覆层的稀率为25.3%,多道熔覆层的硬度值略低于单道熔覆层,但性能相对均匀稳定.对于高
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针对激光透射焊接过程中温度变化难以通过试验手段准确反映的问题,以基于锌粉吸收剂的聚芳砜(PASF)激光透射焊接为研究对象,在COMSOL中建立反映焊接过程的三维有限元模型.通过仿真得到的焊缝宽度与实际焊缝宽度对比验证了模型的准确性.分析了不同焊接工艺参数(激光功率、焊接速度和锌粉吸收剂水平)对温度场的影响规律.结果表明:随着激光功率的增大,最高温度升高;随着焊接速度的提高,最高温度降低;随着锌粉吸收剂水平的提高,最高温度升高但升温速率在下降,且达到最大值后开始下降.