激光-电弧复合焊

摘要： 油气管道往往服役于恶劣环境,其焊接接头面临着严重的腐蚀问题,存在较大安全隐患。激光-电弧复合焊焊接效率高、变形小,已成为管道施工焊接领域具有良好应用前景的焊接方法。针对不同激光功率下X80管线钢激光-MIG复合焊焊缝的耐腐蚀性进行研究。分析焊接接头各区域显微组织分布,研究母材和不同激光功率下激光-MIG复合焊焊缝的极化曲线、交流阻抗谱和SEM表面腐蚀形貌,得到了激光功率对激光-MIG复合焊焊缝电化学腐蚀行为的影响规律。结果表明,激光-MIG复合焊焊缝的显微组织由针状铁素体、粒状贝氏体和先共析铁素体构成;随着激光功率的增加,粒状贝氏体数量减少,针状铁素体和先共析铁素体含量增加。母材和激光-MIG复合焊焊缝的极化曲线均无显著的钝化区,母材的腐蚀电流密度大于激光-MIG复合焊焊缝,电荷转移电阻小于激光-MIG复合焊焊缝。随着激光功率的增加,激光-MIG复合焊焊缝的耐腐蚀性先上升再下降,激光功率为3.0 k W时焊缝的耐腐蚀性最好。

摘要： 采用激光-电弧复合焊(Laser-Arc Hybrid Welding,LAHW)技术对6.0 mm厚的AH36钢板进行复合焊接,分析不同激光功率对焊接接头成型的影响,并对最优参数的焊缝进行力学性能分析。焊接缺陷主要表现为:在激光功率偏小时,焊缝背部不完全熔透;在激光功率偏大时,焊缝正面出现咬边和凹陷;在激光功率为4400 W时,焊缝表面成型最好。对最优参数的试板焊接试样进行观察,焊缝宏观横截面形貌无气孔、无裂纹。力学性能检测结果表明:拉伸位置均在母材上,力学性能符合国家标准和中国船级社的材料与焊接规范要求。

摘要： 采用不同激光/电弧能量配比(QR_(LA))对8 mm厚Q345钢板进行激光-MIG(metal inertgas,MIG)复合焊接,研究了QR_(LA)对复合焊接头的截面形貌和显微组织的影响,并分析了不同QR_(LA)下焊接过程的温度场和接头残余应力分布的变化规律。结果表明,随着QR_(LA)增大,熔宽显著下降,焊接过程的最高温度略有升高。因焊速较快,粗晶热影响区出现了较多的马氏体,且马氏体数量随着QR_(LA)增大而略有增加。QR_(LA)在0.72~1.0范围时,等效残余应力、纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力峰值随着激光功率增加均出现下降趋势。但QR_(LA)从1.0上升至1.18时,各应力的峰值随着激光功率增加而有所上升。

摘要： 采用焊接热模拟技术制备了低合金高强钢激光电弧复合焊热影响区的均匀化组织试样,并结合示波冲击试验和组织精细化表征技术分析了热模拟试样组织与韧性之间的关系.结果表明,热模拟粗晶区、细晶区组织为板条马氏体,临界区组织为马氏体和晶界碳化物,亚临界区组织为回火马氏体;峰值温度对热模拟试样裂纹形成功影响不大,对裂纹扩展功具有较大影响;热模拟临界区和粗晶区试样抵抗裂纹扩展的能力较差;当峰值温度相同时,热模拟粗晶区试样的冲击吸收能量随冷却速度的变化不大.峰值温度主要影响热模拟粗晶区试样裂纹稳定扩展功,峰值温度越高,裂纹稳定扩展功越低.热模拟粗晶区试样断裂过程属于裂纹扩展控制,马氏体板条块是控制其裂纹稳定扩展的微观组织单元.

摘要： 30CrMnSi钢采用激光自熔焊接时产生裂纹的几率较高,且焊缝正面易出现下塌现象,无法满足生产使用要求。以5 mm厚30CrMnSi为研究对象,通过接头形貌分析、射线探伤检测及力学性能检验,进行了激光-电弧复合焊接工艺开发。结果表明,采用激光-电弧复合焊接方法且激光在前、电弧在后时可实现该型号材料的单面焊接双面成形,焊缝成形均匀美观;在Y型坡口、坡口角度60°、钝边3 mm的坡口条件下,采用激光功率3000 W、焊接电流90 A可有效避免焊缝内部特别是搭接处产生裂纹;接头平均抗拉强度为1106 MPa,达到母材的90%;接头过热区组织以晶粒粗大的马氏体为主,是热影响区硬度大幅提高的主要原因。

摘要： 通过开展斜Y形坡口试验,研究了15 mm,20 mm两种板厚Q890D高强钢在室温和预热150°C条件下激光-电弧复合焊冷裂倾向。结果表明,在3.94 kJ/cm热输入下,15 mm厚Q890D钢预热150°C后焊接,无冷裂纹出现;不预热焊接,则会产生表面裂纹和根部裂纹;相同的热输入下20 mm厚Q890D钢预热150°C和不预热焊接,均会产生表面裂纹和根部裂纹。与不预热相比,采用焊前预热150°C,15 mm厚Q890D钢热影响区平均硬度从428 HV下降至418 HV;20 mm厚Q890D钢热影响区平均硬度从457 HV下降至444 HV。热影响区存在软化现象,在热影响区靠近母材一侧硬度比母材低,15 mm厚和20 mm厚Q890D钢软化区硬度降幅分别为6%和7%,二者基本相同。Q890D钢焊缝组织由马氏体组成,热影响区组织由回火索氏体和部分马氏体组成。与15 mm厚Q890D钢相比,20 mm厚Q890D钢的热影响区中更多的组织发生了发生马氏体转变。

摘要： 在轨道客车转向架中厚板的焊接中,传统MAG焊存在热输入高、熔透性不佳、焊接变形大等不足,激光电弧复合焊熔透性好、焊接热输入小、变形易控制,在诸多领域实现了工程化应用,具有较好的应用前景。结合转向架侧梁激光电弧复合焊无坡口角焊缝的结构特点开发新工艺,解决了原检测方法无法对转向架侧梁激光电弧复合焊角焊缝全面扫查的工艺难点。超声波检测技术可以准确检测出这种焊缝内部各种缺陷,实现了该焊缝的全覆盖,为合理制定无损检测工艺提供了依据。

摘要： 由于热源形式的特殊性,激光-电弧复合焊接过程中激光和电弧间易发生相互干扰,产生飞溅和底部驼峰等缺陷。以590 MPa级船用高强钢为研究对象,研究了电弧弧长对激光-电弧复合焊飞溅和焊缝底部驼峰的影响。为了深入研究激光-电弧复合焊飞溅和底部驼峰的产生机理,利用高速摄像设备对熔滴过渡行为和焊缝底部熔池进行了观察。结果表明,适当缩短电弧弧长可以降低激光和电弧间的相互干扰,提高复合焊接过程的稳定性,进而降低飞溅产生的倾向。底部驼峰是小孔熔透性差和底部熔池流动不连续所引起的。缩短电弧弧长可以对底部驼峰的产生起到抑制作用,这是因为缩短电弧弧长可以降低等离子体对激光的吸收,提高激光的能量利用率,增加小孔熔透性和稳定性。

摘要： 重点介绍了国内外管道激光焊接技术的发展,对不同类型激光器的激光-电弧复合焊技术在油气长输管道焊接上的研究进展和应用进行了详细回顾。结果表明,CO_(2)激光器和闪光灯触发的Nd:YAG激光器由于传输方式和效能的不利因素,不适于油气管线长途作业,而高能Yb光纤激光技术推进了激光-电弧复合焊接技术在管道焊接现场应用的步伐;同时,对目前该技术在应用中存在的问题进行了总结分析;最后对激光-电弧复合焊技术在管道焊接上的应用前景进行了展望。激光-电弧复合焊技术已在试验室条件下成功焊接了管径1219 mm、钝边高度8 mm的X80钢管,焊缝外观和焊缝力学性能均能满足长输管道焊缝合格标准要求,但后续为适用长输管道现场焊接,还需进行焊接工艺现场适应性试验。

摘要： 以转向架构架常用材料S355作为试验材料,采用激光-MAG复合焊方法,研究了打底焊时接头组对间隙对背部焊缝成形的影响.通过0～1.2 mm范围的6组不同的组对间隙试验得出,在其他参数不变的情况下,组对间隙对背部焊缝成形具有显著影响.背部焊缝宽度的平均值随着组对间隙的增加先增大后减小,余高平均值随着接头组对间隙的增加而逐渐减小;间隙为0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm时背部成形良好,且宽高比与接头间隙呈正相关.0～1.2 mm为可应用的接头组对间隙范围.

摘要： 激光电弧复合焊接作为一种新的焊接方法已经得到广泛的研究，但是仍有很多问题尚未有完全解决，比如激光与电弧的交互作用，激光与电弧热源的能量匹配等。本文针对激光电弧等离子体行为进行了研究，并建立了激光电弧热源模型来模拟激光与电弧的交互作用。并且也初步研究了熔池内金属液态的流动状态。结果表明激光等离子体对电弧的吸引作用导致了激光与电弧热源的交互作用，模拟计算出的焊缝成形与试验结果十分接近，这表明激光电弧复合焊接的热源模型在一定程度上是可靠的。

摘要： 本文用ANSYS软件模拟A514钢激光电弧复合焊接的温度场,激光复合焊接的街头截面形状"钉"状,单独的热源模拟无法模拟出相似的接头形状,需建立适合的组合热源.根据激光-GMAW复合焊焊缝横断面的形状特点,从宏观的传热过程出发,通过合理地描述电弧热、熔滴热焓和激光热能,建立适用的组合式体积热源模型,并通过适当调节热源分布参数以间接考虑激光与电弧的相互作用,对复合焊焊缝横断面形状、尺寸进行模拟计算.为了解决计算上的困难,理论模型和数值求解均包含了较大程度的简化,因此必须要通过相应的试验进行验证,以验证数值模拟的准确性.

摘要： 近年来,随着激光焊接和激光电弧复合焊接技术在工业领域获得日益广泛的应用,激光焊接技术将逐步替代一些传统的焊接工艺,将在工业生产中占据重要地位.A514 钢作为一种高强度低合金钢,在国外被广泛应用于船舶工业、桥梁钢构、航空航天等领域.本文以A514 钢为研究对象,对其激光焊和激光-弧复合焊工艺条件下焊接接头的残余应力分布、金相组织、显微硬度进行分析比较,分析不同工艺对焊接质量的影响.结果表明,相对单激光焊来说,复合焊熔深、熔宽都有所提高,对接头间隙的适应性好,填缝能力强,接头成形好,对中厚板来说提高了焊接效率,改善了接头成形质量;同时相对单激光焊来说,由于复合焊的线能量较高,复合焊接头的热影响区较宽,焊接接头的残余应力峰值较高,高硬度值的分布范围较宽.

摘要： 文中采用大功率CO2激光-熔化极电弧复合焊,以12 mm厚船用E级钢板为试样进行堆焊,通过在电弧气体Ar中加入不同体积分数的CO2,研究CO2含量对激光电弧复合焊等离子体及焊缝熔深的影响.试验结果表明,电弧气体CO2体积分数为15%与25%时,焊接过程等离子体比5%CO2时有所减小;与此同时焊缝熔深有所增加.15%CO2,25%CO2时,焊缝熔深与5%CO2相比分别增加3%,5.1%;25%CO2时,焊缝熔深与15%CO2相比增加2%.

摘要： 采用激光-TIG电弧复合对接填充镁合金焊丝的形式连接镁/钢异种金属.焊后进行拉伸试验和扫描电镜测试,主要研究不同激光离焦量条件下镁/钢接头的成形、截面形貌、力学性能、断裂位置及界面元素分布.结果表明:随着激光离焦量的增加,在焊缝正面的铺展宽度逐渐增大,而背面的铺展宽度逐渐减小,镁/钢对接界面底部的结合变差,焊接接头所能承受的最大拉伸载荷逐渐减小,最大载荷为离焦量+2mm的接头,拉伸载荷可达3367N(断裂在钢母材侧),断裂形式随离焦量增加由韧窝断裂转变为脆性断裂;对界面分析可知性能最好的+2mm离焦量接头界面出现Al元素富集的过渡层,实现镁/钢之间冶金连接,而当离焦量大于+6mm的接头下部界面出现未熔合缺陷.

摘要： 采用激光-TIG电弧复合对接填充镁合金焊丝的形式连接镁/钢异种金属.焊后进行拉伸试验和扫描电镜测试,主要研究不同激光离焦量条件下镁/钢接头的成形、截面形貌、力学性能、断裂位置及界面元素分布.结果表明:随着激光离焦量的增加,在焊缝正面的铺展宽度逐渐增大,而背面的铺展宽度逐渐减小,镁/钢对接界面底部的结合变差,焊接接头所能承受的最大拉伸载荷逐渐减小,最大载荷为离焦量+2mm的接头,拉伸载荷可达3367N(断裂在钢母材侧),断裂形式随离焦量增加由韧窝断裂转变为脆性断裂;对界面分析可知性能最好的+2mm离焦量接头界面出现Al元素富集的过渡层,实现镁/钢之间冶金连接,而当离焦量大于+6mm的接头下部界面出现未熔合缺陷.

摘要： 采用激光-TIG电弧复合对接填充镁合金焊丝的形式连接镁/钢异种金属.焊后进行拉伸试验和扫描电镜测试,主要研究不同激光离焦量条件下镁/钢接头的成形、截面形貌、力学性能、断裂位置及界面元素分布.结果表明:随着激光离焦量的增加,在焊缝正面的铺展宽度逐渐增大,而背面的铺展宽度逐渐减小,镁/钢对接界面底部的结合变差,焊接接头所能承受的最大拉伸载荷逐渐减小,最大载荷为离焦量+2mm的接头,拉伸载荷可达3367N(断裂在钢母材侧),断裂形式随离焦量增加由韧窝断裂转变为脆性断裂;对界面分析可知性能最好的+2mm离焦量接头界面出现Al元素富集的过渡层,实现镁/钢之间冶金连接,而当离焦量大于+6mm的接头下部界面出现未熔合缺陷.

摘要： 采用激光-TIG电弧复合对接填充镁合金焊丝的形式连接镁/钢异种金属.焊后进行拉伸试验和扫描电镜测试,主要研究不同激光离焦量条件下镁/钢接头的成形、截面形貌、力学性能、断裂位置及界面元素分布.结果表明:随着激光离焦量的增加,在焊缝正面的铺展宽度逐渐增大,而背面的铺展宽度逐渐减小,镁/钢对接界面底部的结合变差,焊接接头所能承受的最大拉伸载荷逐渐减小,最大载荷为离焦量+2mm的接头,拉伸载荷可达3367N(断裂在钢母材侧),断裂形式随离焦量增加由韧窝断裂转变为脆性断裂;对界面分析可知性能最好的+2mm离焦量接头界面出现Al元素富集的过渡层,实现镁/钢之间冶金连接,而当离焦量大于+6mm的接头下部界面出现未熔合缺陷.

摘要： 采用激光-TIG电弧复合对接填充镁合金焊丝的形式连接镁/钢异种金属.焊后进行拉伸试验和扫描电镜测试,主要研究不同激光离焦量条件下镁/钢接头的成形、截面形貌、力学性能、断裂位置及界面元素分布.结果表明:随着激光离焦量的增加,在焊缝正面的铺展宽度逐渐增大,而背面的铺展宽度逐渐减小,镁/钢对接界面底部的结合变差,焊接接头所能承受的最大拉伸载荷逐渐减小,最大载荷为离焦量+2mm的接头,拉伸载荷可达3367N(断裂在钢母材侧),断裂形式随离焦量增加由韧窝断裂转变为脆性断裂;对界面分析可知性能最好的+2mm离焦量接头界面出现Al元素富集的过渡层,实现镁/钢之间冶金连接,而当离焦量大于+6mm的接头下部界面出现未熔合缺陷.

摘要： 为适应机车车辆工业跨越式发展的需要，国内铁路客车及城市轨道车辆制造业也正在积极进行全面枝术装备改造和产品的技术升级。为追求轻量化所带来的高速度以及内部舒适性，这就对不锈钢、铝合金等钣金零部件的加工技术提出了更高的要求。光纤激光切割作为科技新锐，时代“宠儿”，具有电光转换率高达30%，耗电低等优点，在不锈钢车体制造、转向架制造、机车内饰饭金件加工中扮演着重要角色。激光自熔焊接在轨道交通行业的应用主要为不锈钢车体焊接，机车内饰饭金件焊接，机车裙板。激光-电弧复合焊在轨道交通的应用主要为机车底架焊接、铝合金车体焊接和高速转向架焊接。相信，由于这些先进的制造方法的引入，会给高速列车的制造带来更大的经济性和更高的安全性。

摘要： 一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法及装置。本发明的横焊方法如下：一、准备焊接工件；二、将两个激光电弧装置分别置于焊接工件两侧，调整位置；三、设置焊接工艺参数，启动激光电弧装置，进行打底层焊接；四、调整焊接工艺参数，启动激光电弧装置，进行填充层焊接。本发明降低了焊缝气孔率，解决了焊缝未焊透、侧壁未熔合、焊缝裂纹等缺陷问题，保证了焊缝质量和焊接稳定性。本发明的横焊装置包括TIG焊枪、第一激光器、第二激光器、GMAW焊枪和喷气组件。

摘要： 本发明提供了一种双束激光电弧复合单面横焊方法及装置，所述焊接方法包括以下步骤：对焊接工件进行表面处理，并固定焊接工件；将一个双束激光电弧复合装置和一个喷气装置设置在焊接工件的待焊一侧；设置焊接工艺参数，开启喷气装置和双束激光电弧复合装置，进行横焊焊接。焊接方法使用的横焊装置包括一个双束激光电弧复合装置和一个喷气装置，双束激光电弧复合装置包括沿焊接方向依次设置的TIG焊枪、第一激光器、第二激光器和GMAW焊枪；喷气装置放置于第一激光器下方侧边，并且喷出保护气的流量和方向可调节。本发明提供的焊接方法解决了侧壁未熔合和咬边问题，降低焊缝气孔率，提高焊接效率。

摘要： 本发明公开了一种薄板激光电弧复合高速立焊方法及装置，并具体公开了，S1、去除工件表面的杂质，将两工件固定在工作台上；S2、在焊接侧沿焊接方向依次布置MIG焊枪、小能量激光头、TIG焊枪和大能量激光头；大能量激光头用于发射大能量激光束，小能量激光头用于发射小能量激光束；S3、在大能量激光头、TIG焊枪、小能量激光头和MIG焊枪上安装摆动装置；S4、布置喷气装置，在焊接过程中喷气装置始终向焊接处喷射保护气；S5、开启MIG电源、TIG电源、摆动装置和喷气装置，并使大能量激光头发射大能量激光束，使小能量激光头发射小能量激光束，由下往上对工件进行焊接。使用本申请可以得到性能良好的焊缝成型。

摘要： 本发明公开了一种的激光电弧复合焊气体保护装置，以及带有该气体保护装置的激光电弧复合焊机。本发明的激光电弧复合焊气体保护装置，其包括：保护气室，具有用于连接激光头的连接端和与该连接端相对的开口端；喷气装置，装于所述保护气室内并用于从至少二个方向朝所述开口端喷射保护气体；电弧焊装置安装部，位于所述保护气室侧壁，用于安装电弧焊装置。本发明的激光电弧复合焊机，包括激光头和电弧焊装置，其还包括上述的激光电弧复合焊气体保护装置，该气体保护装置的保护气室连接端连接于所述激光头下方，所述电弧焊装置安装于所述电弧焊装置安装部。本发明结构简单，可有效防止因等离子体漂移而屏蔽激光。

摘要： 本发明公开了一种激光电弧复合焊气体保护装置，以及带有该气体保护装置的激光电弧复合焊机。本发明的激光电弧复合焊气体保护装置，其包括：保护气室，具有用于连接激光头的连接端和与该连接端相对的开口端；喷气装置，装于所述保护气室内并用于从至少二个方向朝所述开口端喷射保护气体；电弧焊装置安装部，位于所述保护气室侧壁，用于安装电弧焊装置。本发明的激光电弧复合焊机，包括激光头和电弧焊装置，其还包括上述的激光电弧复合焊气体保护装置，该气体保护装置的保护气室连接端连接于所述激光头下方，所述电弧焊装置安装于所述电弧焊装置安装部。本发明结构简单，可有效防止因等离子体漂移而屏蔽激光。

摘要： 本发明属于激光电弧复合焊接领域，提供了一种低温钢激光电弧复合焊用无缝药芯焊丝及焊接工艺，包括镍皮及包裹在所述镍皮中的药粉，所述镍皮用激光焊合，所述药粉包含各种粉末的重量比为：TiO2为10％～30％，KF为5％～20％，K3AlF6为5％～20％，CrN2为1％～3％，Cr为26％～39％，Mg为1％～5％，钛铁粉为1％～6％，铌铁粉为1％～8％，钼铁粉为1％～10％，钇基重稀土为0.1％～0.5％。本发明还涉及一种低温钢激光电弧复合焊用无缝药芯焊丝的焊接工艺。对于20mm以下的低温钢中厚板，采用本发明的低温钢激光电弧复合焊用无缝药芯焊丝配合焊接工艺，可不开坡口一次性焊透，焊接效率高，焊缝为奥氏体组织，低温韧性高，强度及低温冲击韧性与低温钢性能匹配，可满足低温钢焊接接头的使用要求。

摘要： 本发明公开了一种大功率激光电弧复合焊对接接头，涉及激光电弧复合焊技术领域，包括相对设置的第一待焊接头和第二待焊接头；所述第一待焊接头和第二待焊接头的内端由上至下均依次设置有坡口和普通钝边，所述普通钝边上部为控制钝边，下部开设有L型口；第一待焊接头和第二待焊接头的坡口对称设置构成开口向上的V型槽，第一待焊接头和第二待焊接头的控制钝边相互接触，第一待焊接头和第二待焊接头的L型口对称设置构成开口向下的U型槽。本发明通过接头的特殊结构控制熔池匙孔的稳定性，能够从结构角度控制原有工艺过程的不稳定因素，从而极大的保证焊接初始条件的一致性，进而提高焊接过程中的匙孔稳定性，从而提高批量生产中的焊接质量。

摘要： 本发明提出一种钛合金激光电弧复合焊45度焊枪焊接气体保护拖罩，包括拖罩本体、气筛板、出气板、进气连接管、连接卡和半环形固定座，拖罩本体包括顶板、45度固定座、后板，气筛板设置在拖罩本体内部，出气板设置在气筛板下方，进气连接管包括进气管本体和套轴，连接卡包括连接板、连接卡本体和固定卡。通过本发明的拖罩，能够将高纯氩气有效均匀注入钛合金焊接表面，使得钛合金焊缝与空气隔绝，能够解决钛合金激光电弧复合焊接平板对接焊时的气体保护问题，彻底保护焊接区域，提高焊接接头的性能质量。

摘要： 本实用新型公开了一种三向连接件及激光电弧复合焊炬及激光电弧复合焊接装置，属于焊接工具技术领域。该三向连接件包括第I调整部件、第II调整部件和第III调整部件；该激光电弧复合焊炬包括第I连接件，第II连接件，该三向连接件，激光焊枪，电弧焊枪，随动跟踪机构；本实用新型还公开了基于该激光电弧复合焊炬的激光电弧复合焊接装置。该三向连接件能够使借助其对外连接的电弧焊炬上下、左右移动、旋转角度；该激光电弧复合焊炬的激光焊枪能够上下移动，电弧焊枪借助该三向连接件能够上下、左右移动、旋转角度，进而使激光束与焊丝之间的间距和夹角得到调整，从而使激光束与焊丝间的协同效应达到最佳，进而保证焊接效率和质量。

摘要： 本实用新型提供了一种激光电弧复合焊装置，包括六轴机器人、与六轴机器人相连的连接支架、安装在连接支架上的追踪电机系统、位于连接支架上远离六轴机器人一端的固定板、分别设置在固定板上的激光枪头和弧焊枪头，焊接平台位于激光枪头和弧焊枪头的正下方，固定板上设置有用检测焊道成型情况的检测传感器，固定板上设置有位于焊接平台上方且与追踪电机系统信号反馈的追踪传感器。本实用新型与单一激光焊接相比，激光电弧复合焊接具有更好的搭桥能力，能够适应较大的间隙，同时增加追踪检测系统，能够降低焊件拼接时的直线度要求。