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送丝速度对700L钢激光-电弧复合焊接头组织与性能的影响
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作者 任志国 刘志国 +4 位作者 夏明生 刘立学 赵光 彭云 赵琳 《应用激光》 北大核心 2026年第2期31-39,共9页
高强度大梁钢焊接过程中,易出现焊缝区冲击韧性低、热影响区软化等问题。研究送丝速度对700L钢激光-电弧复合焊接接头显微组织与力学性能的影响,分析了焊接热影响区软化行为。结果表明,焊缝组织主要为板条贝氏体、针状铁素体和粒状贝氏... 高强度大梁钢焊接过程中,易出现焊缝区冲击韧性低、热影响区软化等问题。研究送丝速度对700L钢激光-电弧复合焊接接头显微组织与力学性能的影响,分析了焊接热影响区软化行为。结果表明,焊缝组织主要为板条贝氏体、针状铁素体和粒状贝氏体,粗晶区组织为板条贝氏体和粒状贝氏体,细晶区组织为铁素体和少量贝氏体,不完全重结晶区组织为不均匀的铁素体和贝氏体;软化区位于靠近母材的焊接热影响区,在焊接热循环的作用下,软化区M-A组元易分解,硬度降低。随着送丝速度的增加,热输入增加,焊缝区韧性降低,拉伸易于软化区失效,降低送丝速度可减弱或抑制软化,提高焊缝区韧性,当送丝速度为5.5 m/min时,焊接接头具有良好的强韧性。 展开更多
关键词 700L钢 激光-电弧复合焊接 送丝速度 显微组织 软化区
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基于深度学习的双相不锈钢应力-应变场预测模型
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作者 邓彩艳 丁汉星 +2 位作者 马艳文 刘永 龚宝明 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第1期25-30,共6页
通过人工智能技术深度解析金属材料多尺度构效关系,构建基于深度学习的成分-工艺-性能高通量逆向设计范式,在材料研发的过程中具有重要作用.本研究提出了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的端到端深度学习模型,用于研究双相不锈钢微观组... 通过人工智能技术深度解析金属材料多尺度构效关系,构建基于深度学习的成分-工艺-性能高通量逆向设计范式,在材料研发的过程中具有重要作用.本研究提出了一种基于条件生成对抗网络(CGAN)的端到端深度学习模型,用于研究双相不锈钢微观组织与力学性能之间的关系.该模型结合了博弈论思想,通过整合双相不锈钢微观组织图像及仪器化压痕试验获取的相组织力学性能数据,实现了微观组织-性能关系的直接预测.模型数据库通过基于微观组织的有限元模拟方法构建,确保了训练数据的高保真性.结果表明,该模型能够直接从双相不锈钢的微观组织预测应力-应变场,其预测结果与有限元模拟和实验数据高度吻合. 展开更多
关键词 双相不锈钢 纳米压痕 条件生成对抗网络 微观组织 应力-应变场
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航空航天用SiC_(p)/Al复合材料激光焊接研究进展
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作者 张建勋 王志英 +2 位作者 白嘉瑜 李振岗 刘森洋 《航空制造技术》 北大核心 2026年第4期36-48,共13页
碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_(p)/Al)凭借高比强度、低密度及低热膨胀系数等优势,在轻量化、大型化航空航天装备领域应用前景广阔。然而,其熔化焊接时易生成Al_(4)C_(3)脆性相、气孔及颗粒偏聚等缺陷,严重制约工程应用,高效可靠焊... 碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiC_(p)/Al)凭借高比强度、低密度及低热膨胀系数等优势,在轻量化、大型化航空航天装备领域应用前景广阔。然而,其熔化焊接时易生成Al_(4)C_(3)脆性相、气孔及颗粒偏聚等缺陷,严重制约工程应用,高效可靠焊接需求日趋迫切。从常规激光焊接、能场辅助激光焊接及添加中间层激光焊接3方面系统综述航空航天用SiC_(p)/Al复合材料激光焊接的研究现状。连续/脉冲/摆动激光焊接仅通过工艺调控优化接头性能,无法抑制脆性相生成,且工艺窗口狭窄;外场辅助(电弧、磁场、超声等)激光焊接可有效稳定熔池,减少缺陷,细化晶粒,却难以阻止界面反应发生;中间层调控激光焊接通过引入活性元素重构界面反应路径,将有害相转化为强化相,成为性能跃升的关键。最后对SiC_(p)/Al复合材料激光焊接的未来研究热点进行展望,以期为该材料在航空航天领域的规模化可靠焊接提供参考。 展开更多
关键词 SiC_(p)/Al复合材料 激光焊接 外场辅助 界面调控
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超声辅助钎焊镀锌TC4/AZ31接头组织及性能
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作者 李一楠 王进 +1 位作者 龙鹏宇 雷煜 《焊接学报》 北大核心 2026年第2期88-97,共10页
为了实现TC4/AZ31在大气环境下的低温直连,采用超声辅助预镀对TC4进行表面改性,随后采用超声辅助钎焊方法实现改性后的TC4与AZ31连接,解决了Ti和Mg元素不互溶、不反应导致的无法直连的问题.首先利用ABAQUS模拟了超声作用下TC4表面镀锌... 为了实现TC4/AZ31在大气环境下的低温直连,采用超声辅助预镀对TC4进行表面改性,随后采用超声辅助钎焊方法实现改性后的TC4与AZ31连接,解决了Ti和Mg元素不互溶、不反应导致的无法直连的问题.首先利用ABAQUS模拟了超声作用下TC4表面镀锌动态过程,得到最佳超声辅助预镀参数为变幅杆浸入50 mm,热浸温度500℃,振幅10μm时,锌液池内TC4表面最大流速0.27 m/s,表面最大声压28.5 MPa;其次,对TC4进行超声辅助热浸镀锌,在其表面形成均匀(TiZn_(3),TiZn_(3)+TiZn_(16)和η-Zn)镀层;最后,采用超声辅助钎焊连接TC4/AZ31,研究了钎焊温度、超声时间对异质接头微观形貌及性能的影响.实现了镀锌TC4与AZ31在230℃的低温连接,钎缝由(TiZn_(3),TiZn_(3)+TiZn_(16)和η-Zn)层、(β-Sn+η-Zn)层及Mg2Sn组成;随着超声时间延长,Mg2Sn厚度增加,钎缝整体宽度减小,接头抗剪强度由脆性Mg2Sn层的厚度及形态控制,超声5 s时,Mg2Sn厚度为6.7μm,钛/镁异质接头抗剪强度达到47.7 MPa. 展开更多
关键词 异种金属连接 TC4表面改性 超声辅助钎焊 组织调控
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AlSiCu+纳米Mo粉末激光焊铝合金/钢接头组织和力学性能
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作者 雷敏 黄昆 +4 位作者 罗兵兵 张华 王谦 于朋 李玉龙 《焊接学报》 北大核心 2026年第2期80-87,共8页
为了提高铝合金与钢接头力学性能,减少激光焊接时界面脆性金属间化合物(IMCs)过量生成,分别采用由AlSiCu合金粉末和AlSiCu与Mo粉制备的复合粉末作为中间层,对6016铝合金与DC06低碳钢进行激光搭接深熔焊接.结果表明,在激光功率为900 W,... 为了提高铝合金与钢接头力学性能,减少激光焊接时界面脆性金属间化合物(IMCs)过量生成,分别采用由AlSiCu合金粉末和AlSiCu与Mo粉制备的复合粉末作为中间层,对6016铝合金与DC06低碳钢进行激光搭接深熔焊接.结果表明,在激光功率为900 W,焊接速度为0.07 m/s,离焦量为+2 mm的工艺参数条件下,中间层添加AlSiCu粉末和AlSiCu与Mo复合粉末后,焊接过程稳定,焊缝成形美观,铝侧熔深与熔宽较无粉末添加均增大;而且添加AlSiCu+3%Mo复合粉末后,晶粒组织细化,Fe-Al脆性金属间化合物减少,且界面层状和针状相尺寸减小,铝/钢焊接接头的抗拉剪力达到82.3 N/mm,比未添加粉末强度提高25.3%,断裂发生于铝合金热影响区和部分铝母材. 展开更多
关键词 铝合金 低碳钢 激光焊接 微观组织 力学性能
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20 mm厚TC4ELI钛合金双枪激光-MIG复合焊接头组织与性能研究
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作者 孙崇锋 刘甲 +8 位作者 孙二举 陈利阳 余巍 雷小伟 崔永杰 张浩 王伟超 张亚龙 张伟 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期125-130,共6页
研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微... 研究了20 mm厚TC4ELI钛合金板双枪激光-MIG复合焊接技术,获得了20 mm厚TC4ELI板焊接接头,研究了接头的金相组织、力学性能和工艺性能。结果表明:双枪激光-MIG复合焊接可以获得满足探伤标准I级要求的TC4ELI钛合金焊接接头。接头焊缝区微观组织为针状马氏体α'相和针状α相,以及少量晶间β相。接头上部热影响区出现了连续清晰的晶界及魏氏组织;接头中部热影响区晶界不清晰,晶界内的组织细化,β转变组织被拉长为更细长的针状α相,在β晶界处平行排列,表现为α集束。接头上部熔合线区处出现粗大α相,存在稳定的网篮组织;接头中部熔合线区形成长宽比更高的针状α相,形成的网篮组织比较狭长。接头上部和中部的平均抗拉强度高于母材强度;在焊接接头打底层和填充层中,焊缝的平均硬度大于母材和热影响区;接头弯曲性能合格,工艺性能尚可。 展开更多
关键词 TC4ELI钛合金 激光-MIG焊接 力学性能 弯曲性能
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直线摆动对钢/铝激光搭接焊接头组织性能的影响
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作者 李田 严佑锐凌 +4 位作者 牛晶晶 牛赢 郭强 周惦武 张明军 《材料导报》 北大核心 2026年第3期133-139,共7页
基于直线摆动模式开展钢/铝激光搭接焊试验,采用金相显微镜、扫描电镜、电子万能试验机研究了不同摆动频率下焊缝表面形貌、熔池微观组织、接头力学性能及断口形貌的变化规律,结合高速摄像、理论计算及数值模拟探究了直线摆动对接头组... 基于直线摆动模式开展钢/铝激光搭接焊试验,采用金相显微镜、扫描电镜、电子万能试验机研究了不同摆动频率下焊缝表面形貌、熔池微观组织、接头力学性能及断口形貌的变化规律,结合高速摄像、理论计算及数值模拟探究了直线摆动对接头组织性能的影响机制。结果表明,在直线摆动模式下,通过改变激光的能量密度分布增加了熔宽的同时降低了熔深,熔深方向热量的减少有效抑制了Fe、Al之间的冶金反应,极大的降低了界面金属间化合物的层厚度;利用光束搅拌作用形成的稳定涡流不仅显著改善了熔池稳定性和焊缝成型性,还明显细化了晶粒,而高频摆动时的层状偏析则归因于顺时针涡流导致的Al元素聚集;界面IMCs的层厚度是影响接头性能的主要因素,相同热输入下接头的最大剪切力提高了17.6%,韧性也得到了显著增强;接头的断裂模式也由脆性断裂转变为混合断裂。 展开更多
关键词 钢/铝搭接焊 直线摆动 微观组织 力学性能
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304L激光焊与等离子弧焊接头的组织和性能
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作者 王宏浩 何建萍 +1 位作者 李芳 华学明 《应用激光》 北大核心 2026年第2期53-63,共11页
MARKⅢ型天然气船围护系统中需要大量的304L不锈钢搭接角焊,目前主要采用等离子弧焊接(plasma arc welding, PAW)技术,为进一步提升其焊接效率,研究采用激光焊(laser beam welding, LBW)进行304L不锈钢搭接角焊接,对比分析了激光焊和等... MARKⅢ型天然气船围护系统中需要大量的304L不锈钢搭接角焊,目前主要采用等离子弧焊接(plasma arc welding, PAW)技术,为进一步提升其焊接效率,研究采用激光焊(laser beam welding, LBW)进行304L不锈钢搭接角焊接,对比分析了激光焊和等离子弧焊接头的微观组织和力学性能。研究结果表明,两种搭接角焊接头均具有优异的成形质量,焊缝均由奥氏体和铁素体组成。然而与等离子弧焊相比,激光焊不仅具有更高的焊接效率,而且成形焊缝氧化程度更低,形成更多的铁素体,进而导致激光焊缝具有更高的显微硬度和抗拉强度,尽管延伸率稍有降低,但仍高达20%以上。因此,对于304L不锈钢搭接角焊成形,激光焊在替代等离子弧焊方面具有显著的优势。 展开更多
关键词 304L不锈钢 激光焊 等离子弧焊 搭接角焊 力学性能
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316L不锈钢补板局部干法水下环形激光搭接试验研究
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作者 赵永庆 张清华 +4 位作者 孙清洁 孙琪 郭佳威 门光栋 刘一搏 《核动力工程》 北大核心 2026年第1期208-215,共8页
针对核电厂乏燃料水池覆面的补板搭接修复,利用自主设计的水下激光填丝焊炬开展工艺研究。在水深0.5 m下对3 mm厚的316L奥氏体不锈钢板进行可调节环形光斑模式(ARM)激光搭接试验。试验结果表明:①随着激光总功率(P)的增加,焊缝的焊喉尺... 针对核电厂乏燃料水池覆面的补板搭接修复,利用自主设计的水下激光填丝焊炬开展工艺研究。在水深0.5 m下对3 mm厚的316L奥氏体不锈钢板进行可调节环形光斑模式(ARM)激光搭接试验。试验结果表明:①随着激光总功率(P)的增加,焊缝的焊喉尺寸先减小后增加再减小,底板熔深呈增加趋势,焊缝的焊脚尺寸逐渐增加,润湿角逐渐减小,焊缝的铺展性有所好转;②焊缝金属为铁素体-奥氏体(FA)凝固模式,焊缝组织为γ奥氏体和残留较多的δ铁素体;③环形功率(P_(r))占比提高会降低熔池温度梯度,中心功率(P_(c))对熔池底部柱状晶的生长有着显著影响,P_(r)影响熔池上部等轴晶的数量;④P_(c)∶P_(r)=1∶2时,焊缝中心有较多细小的等轴晶,显微硬度最高,焊缝耐腐蚀性能最好。本研究成果明确了重要的焊接工艺参数和焊缝组织性能关系,可为核电厂乏燃料水池底板的水下激光焊接修复提供参考依据。 展开更多
关键词 乏燃料水池 可调节环形光斑模式(ARM) 局部干法水下激光焊接 搭接工艺
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工艺参数对异种镀锌钢激光焊接飞溅的影响
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作者 赵欣宇 刘佳 石岩 《应用激光》 北大核心 2026年第1期59-67,共9页
为解决异种镀锌钢薄板在激光焊接过程中因锌蒸气逸出导致的焊接飞溅问题,实验采用预留间隙法来促进锌蒸气逸出。为分析飞溅的形成机理,使用高速摄像设备观察焊接过程中的熔池变化和飞溅形成过程,同时结合对焊接过程中飞溅和锌蒸发量的... 为解决异种镀锌钢薄板在激光焊接过程中因锌蒸气逸出导致的焊接飞溅问题,实验采用预留间隙法来促进锌蒸气逸出。为分析飞溅的形成机理,使用高速摄像设备观察焊接过程中的熔池变化和飞溅形成过程,同时结合对焊接过程中飞溅和锌蒸发量的定量分析,研究不同工艺参数对熔池和焊缝表面质量的影响。实验研究结果表明,熔池的大小呈周期性变化,飞溅随熔池振荡产生;焊接速度过快会导致飞溅增多,而增大预留间隙能有效地抑制飞溅;焊接速度和预留间隙之间存在着一定的匹配关系,随着焊接速度的提高,需要相应增大预留间隙以加快锌蒸气逸出,从而减少焊接飞溅。 展开更多
关键词 镀锌钢 激光焊接 飞溅
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选区激光熔化制造AlSi10Mg退火工艺研究
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作者 姜汇洋 李健 +3 位作者 郑建超 谢洪志 李志鑫 崔秀芳 《材料研究与应用》 2026年第1期44-51,共8页
为探究不同退火工艺对选区激光熔化制造AlSi10Mg合金组织性能的影响,以AlSi10Mg粉末为原料,采用选区激光熔化(SLM)技术制备试样。同时,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、摩擦磨损试验及万能力学试验等表征手段... 为探究不同退火工艺对选区激光熔化制造AlSi10Mg合金组织性能的影响,以AlSi10Mg粉末为原料,采用选区激光熔化(SLM)技术制备试样。同时,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、摩擦磨损试验及万能力学试验等表征手段,系统探究不同退火处理工艺对试样显微组织与力学性能的影响规律。结果表明,经不同热处理工艺后的AlSi10Mg合金,其物相组成均为α-Al、Al_(3.21)Si_(0.47)与Si相,未出现新物相。两种退火工艺的差异主要体现在显微组织形态上,其中试样经260℃/2 h一次退火处理后,过饱和固溶体析出的单晶Si数量较少,组织整体更细小均匀。而试样经260℃/2 h+500℃/2 h双重退火处理后,受到高温作用,试样内单晶Si析出量显著增多且尺寸粗大,部分区域还出现Si相聚团。从力学性能来看,双重退火因组织粗大弱化了弥散强化效果,导致试样硬度、耐磨性及抗拉强度有所下降,但500℃高温能充分释放内部残余应力,避免了材料内部残余应力集中,使材料断后伸长率从14.4%提升至19.0%,塑性得到明显改善。拉伸断裂特征方面,经260℃/2 h处理的试样断口既有脆性断裂的解理面,又有少量韧性断裂的深韧窝,表现为脆-韧混合型断裂,而经260℃/2 h+500℃/2 h双重退火处理的试样断口布满均匀分布的小韧窝,呈现典型韧性断裂,与塑性提升的结果相一致。通过分析不同退火工艺下增材制造AlSi10Mg合金的组织与性能,为其进一步工程化应用提供数据支持。 展开更多
关键词 选区激光制造技术 AlSi10Mg 显微组织 退火处理 摩擦学性能 显微硬度 拉伸性能 断裂特征
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异种铝合金6061/3003填丝激光焊接接头组织与性能研究
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作者 朱江 李天庆 任旭东 《精密成形工程》 北大核心 2026年第1期125-139,共15页
目的通过控制激光功率和送丝速度对6061/3003异种铝合金激光焊接进行工艺优化,提高接头综合性能,并探究工艺参数对接头组织性能的影响机制。方法围绕填丝式6061/3003异种铝合金激光焊接过程,在焊接时改变激光功率和送丝速度的大小,通过... 目的通过控制激光功率和送丝速度对6061/3003异种铝合金激光焊接进行工艺优化,提高接头综合性能,并探究工艺参数对接头组织性能的影响机制。方法围绕填丝式6061/3003异种铝合金激光焊接过程,在焊接时改变激光功率和送丝速度的大小,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、体视显微镜等表征方法对焊接头的显微组织进行观察与分析,结合万能试验拉伸机、显微硬度仪和电化学工作站进行力学拉伸试验、硬度和耐腐蚀性能测试,探讨了激光工艺参数对焊接头显微组织和性能的影响规律,揭示了工艺参数的变化对焊缝组织及其性能的影响。结果当激光功率较低时,焊接头由于热输入不足而导致强化相偏析(0.5~1.2μm),当激光功率逐渐增加到1800 W时,优化热输入后,针状β-Mg2-Si相均匀分布(体积分数提升至18%),当激光功率过高(大于2000 W)时,引发晶粒粗化及氧化物夹杂,接头性能降低。结论焊接头的力学性能和耐腐蚀性能随着激光功率与送丝速度的增加先升高后降低,当激光功率为1800 W、送丝速度为20 mm/s时,接头性能最佳,抗拉强度、显微硬度和延伸率分别达到146.83 MPa、76.5HV、7.36%;研究结果丰富了6061/3003异种铝合金填丝激光焊接理论,可为6061/3003异种铝合金实际焊接生产提供一定的数据支撑。 展开更多
关键词 异种铝合金 激光填丝焊接 微观组织 力学性能 腐蚀性能
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激光功率对钢/铝焊接接头组织与性能的影响
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作者 柳帅 蔡得涛 +2 位作者 刘伟清 王昱征 罗子艺 《应用激光》 北大核心 2026年第2期40-52,共13页
采用激光-MIG复合焊接的方法获得不同激光功率下熔焊接头。通过扫描电镜、万用拉伸机、维氏显微硬度计等设备分析研究不同激光功率对钢/铝熔焊接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,接头不同区域显微组织主要由FeAl_(3)和Fe_(2)Al_(5... 采用激光-MIG复合焊接的方法获得不同激光功率下熔焊接头。通过扫描电镜、万用拉伸机、维氏显微硬度计等设备分析研究不同激光功率对钢/铝熔焊接头显微组织及力学性能的影响。结果表明,接头不同区域显微组织主要由FeAl_(3)和Fe_(2)Al_(5)组成,FeAl_(3)相含量升高导致力学性能降低。当激光功率为1500 W时,熔焊接头组织主要由胞状IMCs及针状IMCs组成,焊接区组织与铝母材相容性良好,接头最高硬度达到824.4 HV,接头断裂区域位于Fe_(2)Al_(5)和FeAl_(3)交界处。 展开更多
关键词 钢/铝异种金属连接 金属间化合物 焊接裂纹 激光功率 元素分析
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含Al-Si镀层的22MnB5板激光焊接接头金属间化合物生长分析
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作者 钱朱青 刘海江 +1 位作者 汪乾 魏冉 《机械科学与技术》 北大核心 2026年第1期75-84,共10页
为得到含有Al-Si镀层的22MnB5钢板在激光焊接接头处金属间化合物的生成情况,采用实验和理论计算相结合的方法,针对焊接过程中Al元素流入熔池与母材中的Fe、Mn形成的二元和三元金属间化合物,以界面元素分布及力学性能为基础,从最大形核... 为得到含有Al-Si镀层的22MnB5钢板在激光焊接接头处金属间化合物的生成情况,采用实验和理论计算相结合的方法,针对焊接过程中Al元素流入熔池与母材中的Fe、Mn形成的二元和三元金属间化合物,以界面元素分布及力学性能为基础,从最大形核驱动力角度出发,利用金属间化合物吉布斯自由能变化量为依据分析Al/Fe/Mn金属间化合物的种类和生长成形序列。结果表明,脆性金属间化合物的生成对焊缝区显微硬度有增强效应;Al-Fe二元金属间化合物的生成序列最为靠前,Al-Mn二元金属间化合物与Al-Fe-Mn三元金属间化合物的生成序列相近,Fe-Mn二元金属间化合物生成序列靠后在界面层基本不会生成;在Al元素均质化程度较好的区域其基本以Al-Fe二元金属间化合物形式存在,在Al元素偏聚情况严重的焊趾区域Al-Fe、Al-Mn及Al-Fe-Mn的吉布斯自由能结果近似,金属间化合物种类丰富。 展开更多
关键词 激光焊接 22MnB5钢板 AL元素 金属间化合物 金属材料
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CHP30压铸铝合金异种接头调制激光焊缝强塑性研究
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作者 张禄中 陈夏明 +3 位作者 宋佳 周小军 李峻 张海 《制造技术与机床》 北大核心 2026年第1期177-182,共6页
对CHP30(高压压铸铝合金)与6D10(变形铝合金)异种激光焊接中气孔率高、元素偏析及接头强塑性不足的问题进行了试验研究,并对连续和调制激光焊接工艺的焊缝缺陷、组织与性能影响进行了分析。试验结果表明,调制激光工艺利用动态热输入,可... 对CHP30(高压压铸铝合金)与6D10(变形铝合金)异种激光焊接中气孔率高、元素偏析及接头强塑性不足的问题进行了试验研究,并对连续和调制激光焊接工艺的焊缝缺陷、组织与性能影响进行了分析。试验结果表明,调制激光工艺利用动态热输入,可导致熔池产生周期性振荡。气孔率从3.19%降至0.91%,二次枝晶臂间距由11.0μm细化至6.8μm,等轴晶区宽度扩展了86%,达到1 200μm。在极低的气孔率和等轴晶区宽度大幅提升的作用下,调制激光接头抗拉强度为254 MPa,可达母材的95.1%,断后伸长率为4.7%。这相比于连续激光接头分别提高了30.3%和262%。 展开更多
关键词 激光焊接 调制激光 高压压铸铝合金 力学性能 显微组织
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压铸铝合金激光焊接气孔控制机理研究
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作者 刘金涛 陈令杰 +4 位作者 贺鹏 张富斌 陈树海 韩刚 蒋晓博 《焊接学报》 北大核心 2026年第1期108-116,共9页
针对AlSi_(10)MnMg压铸铝合金熔化焊气孔缺陷问题,结合热力学与动力学原理建立气泡形核和长大模型,理论研究熔池凝固阶段固/液界面处氢溶解度差异引发的气泡演变行为,并通过激光焊接试验探究熔池行为对气孔的控制规律.结果表明,熔池内... 针对AlSi_(10)MnMg压铸铝合金熔化焊气孔缺陷问题,结合热力学与动力学原理建立气泡形核和长大模型,理论研究熔池凝固阶段固/液界面处氢溶解度差异引发的气泡演变行为,并通过激光焊接试验探究熔池行为对气孔的控制规律.结果表明,熔池内氢浓度分布不均会导致过饱和氢在固/液界面前沿析出,是气孔产生的根本原因;气孔形成是气泡上浮速度与固/液界面推移速度竞争的结果,受熔池动态行为直接影响.在连续激光焊中,焊接速度与气孔数量正相关、与气孔率负相关,归因于焊接速度提升加快熔池凝固、抑制气泡长大;模型预测值与试验值趋势一致且差距随焊接速度增加而缩小.而在脉冲激光焊中,脉冲宽度增加使气孔率持续上升;而脉冲频率为关键调控参数,整体表现为在60 Hz时气孔数量骤减并趋于稳定. 展开更多
关键词 压铸铝合金 气孔缺陷 激光焊接 熔池行为 形核与生长模型
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原位微锻激光定向能量沉积工艺中的温度场在线预测模型
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作者 唐嘉豪 杨勇 +2 位作者 汤菡纯 徐礼明 梁军强 《热加工工艺》 北大核心 2026年第2期155-162,169,共9页
在金属材料激光增材制造过程中,预测出热历史的变化,可有效地提高成形质量,确保成形零件的尺寸高精度。采用网格激活和边界调整的有限差分方法,建立了能在线预测激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)温度场随时间... 在金属材料激光增材制造过程中,预测出热历史的变化,可有效地提高成形质量,确保成形零件的尺寸高精度。采用网格激活和边界调整的有限差分方法,建立了能在线预测激光定向能量沉积(laser directed energy deposition,LDED)温度场随时间和空间变化的三维瞬态数学模型。预测出熔池中心温度和熔池中心后方不同处的温度。最后通过沉积实验对模型计算出的温度进行了验证,模拟耗时仅为实际加工时间的83.5%。 展开更多
关键词 激光定向能量沉积 数值模拟 温度场 在线预测
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3D-GH3625镍基高温合金摆动激光焊接接头微观组织和力学性能研究
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作者 马凯隆 王学远 +5 位作者 毛冬远 王国强 潘兆义 王毅龙 郭赞 刘宏 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期71-77,84,共8页
对4.7 mm厚的3D-GH3625镍基高温合金进行了摆动激光焊接试验,研究了摆动幅度和摆动频率对焊缝气孔率、宏观形貌、接头微观组织以及力学性能的影响。结果表明:在摆动频率固定为100 Hz或摆动幅度固定为2 mm的条件下,随着摆动幅度或摆动频... 对4.7 mm厚的3D-GH3625镍基高温合金进行了摆动激光焊接试验,研究了摆动幅度和摆动频率对焊缝气孔率、宏观形貌、接头微观组织以及力学性能的影响。结果表明:在摆动频率固定为100 Hz或摆动幅度固定为2 mm的条件下,随着摆动幅度或摆动频率的增加,焊缝的气孔率逐渐降低至0,且焊缝宏观形貌从“Y”型逐渐转变为“V”型。焊接接头由母材、热影响区和焊缝组成,且热影响区较窄。焊缝组织以柱状晶为主,随着摆动幅度或摆动频率的升高,柱状晶的生长方向由焊缝中心向焊缝表面逐渐偏移。柱状晶由枝晶γ相和枝晶间析出物γ'相组成。在不同摆动参数下,焊缝的硬度普遍低于母材,相对于小摆动幅度,大摆动幅度使焊缝平均硬度略微增加至255.0~257.4 HV,而摆动频率的增加对焊缝平均硬度无明显影响。接头拉伸断裂的位置均处于焊缝,其抗拉强度与气孔率呈负相关,无气孔的接头抗拉强度介于944.1~971.0 MPa,摆动幅度为3 mm的接头抗拉强度有些许降低。接头拉伸试样非孔洞区域的微观断口形貌主要为韧窝特征。 展开更多
关键词 3D-GH3625镍基高温合金 摆动激光焊接 气孔率 力学性能
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基于动态过渡区调控的4043铝合金激光熔丝增材制造末端缺陷抑制与成形优化
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作者 王梦雪 苑城玮 +3 位作者 梁新星 黄文浩 宋业飞 李万里 《焊接》 2026年第2期39-45,58,共8页
【目的】该研究旨在探究4043铝合金激光熔丝增材制造过程中单道熔覆形貌控制及末端缺陷抑制方法,分析激光功率、送丝速率和移动速度的耦合作用机制,并提出动态过渡区调控策略。【方法】通过调控激光功率、送丝速率和移动速度等工艺参数... 【目的】该研究旨在探究4043铝合金激光熔丝增材制造过程中单道熔覆形貌控制及末端缺陷抑制方法,分析激光功率、送丝速率和移动速度的耦合作用机制,并提出动态过渡区调控策略。【方法】通过调控激光功率、送丝速率和移动速度等工艺参数,分析其对熔覆形貌及缺陷的影响规律,提出前、后过渡区协同调控方法,前过渡区采用预热以降低润湿角,后过渡区通过功率递减、移动提速及送丝优化实现丝端主动分离,以抑制末端粘连与塌陷缺陷。【结果】结果表明,提升激光功率可扩大熔覆宽度并降低高度;送丝速率超过4.5 m/min,易引发未熔合缺陷;移动速度达3 m/min时,瑞利不稳定性诱发驼峰缺陷。经动态过渡区优化后,粘连率显著降低,塌陷深度控制在0.08 mm以内,缺陷抑制效果优于传统方法。【结论】动态过渡区调控策略可有效抑制4043铝合金激光熔丝增材制造过程中的末端缺陷,提升成形质量,为实现铝合金高效增材制造提供了理论依据与工艺优化方向。 展开更多
关键词 激光熔丝增材制造 铝合金 末端缺陷 动态过渡区调控
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激光清洗预处理对3Cr13-9Cr18MoV焊接接头显微组织与力学性能的影响
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作者 李冰洁 王瑞超 +2 位作者 韩善果 马腾 邓梓坤 《激光技术》 北大核心 2026年第1期128-137,共10页
为了研究激光清洗工艺参数对3Cr13-9Cr18MoV马氏体不锈钢试样表面形貌及后续激光焊接焊缝质量的影响,采用正交试验法确定最佳激光清洗参数,通过硬度、抗拉强度及显微组织对焊接接头进行了深入分析。结果表明,工艺参数过高或过低会导致... 为了研究激光清洗工艺参数对3Cr13-9Cr18MoV马氏体不锈钢试样表面形貌及后续激光焊接焊缝质量的影响,采用正交试验法确定最佳激光清洗参数,通过硬度、抗拉强度及显微组织对焊接接头进行了深入分析。结果表明,工艺参数过高或过低会导致基体损伤或清洗效果不佳,其中移动速率对焊缝硬度影响最大,激光功率对抗拉强度影响最大;确定最佳激光清洗参数为激光功率150 W、脉冲频率5 kHz、扫描频率80 Hz、移动速率10 mm/s;经激光清洗后,3Cr13热影响区范围由98.7μm缩小至61.1μm,焊缝组织明显细化;激光清洗预处理后,焊缝中气孔和裂纹消除,焊缝组织显著细化,激光对接焊接头的硬度提高了4.8%,抗拉强度提高了47%。该研究为马氏体不锈钢激光清洗后焊接提供了一定的参考。 展开更多
关键词 激光技术 激光清洗 表面形貌 显微组织 力学性能
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