学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

中厚板铝合金TIG-激光复合焊接工艺研究

作 者: 田新兵
导 师: 吴东江
学 校: 大连理工大学
专 业: 机械工程
关键词: TIG-激光复合焊接?复合模式?焊接熔深?匙孔型气孔
分类号: TG456
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 96次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
?

内容摘要


电弧-激光复合焊接是将两种物理性质、能量传输机制完全不同的热源复合于一体的先进焊接技术,它具有焊接熔深大、焊接速度高、变形小、桥接能力强等优点,广泛运用于各类材料的焊接。对于铝合金材料,由于其本身的物理特点,使得传统焊接方法与激光焊接方法都具有一定的限制,而电弧-激光复合焊接技术对铝合金具有良好的焊接适应性。目前对于铝合金材料的复合焊接研究大多集中在大功率激光与MIG电弧复合上,对TIG-激光复合焊接铝合金研究较少。本文以6061铝合金为研究材料,分别研究TIG电弧两种电流类型与激光复合时的焊接特性,为铝合金复合焊接提供新的方法指导。主要内容包括:(1)根据实验室现有设备,搭建一个由低功率YAG激光器、TIG焊机、数控加工机床等组成的TIG-激光复合焊接平台,能够方便的进行复合焊接参数的调节,以开展后续工艺试验。(2)系统研究TIG电弧两种电流类型与激光复合下不同参数对焊接熔深熔宽以及焊缝表面质量的影响规律。实验结果表明,电弧电流与激光功率过高会限制交流复合焊接熔深进一步加大,其他参数对交变/直流复合焊接的影响规律基本类似;定义无量纲参数ψ对两种复合模式下热源间相互作用程度进行描述,定量分析结果表明,交流复合焊接的热源间耦合程度随电弧电流的增大呈先增后减的变化趋势,直流复合焊接的ψ值则随电弧电流的增大而持续增加。说明两种复合模式下热源间的相互作用存在较大差异,分析认为这种差异来自于电弧电极极性本身的特点及其对光致等离子体的影响。(3)选取典型直流复合焊接焊缝进行显微组织检测与显微硬度试验。结果表明,复合焊接焊缝不同区域显微组织存在较大差异;复合焊接上半部分焊缝平均硬度要高于同等条件下单独TIG电弧焊接焊缝。(4)对铝合金复合焊接中出现的气孔按产生特点分为氢气孔与匙孔型气孔。采用单因素试验方法重点对匙孔型气孔展开研究,分析认为通过改善熔池金属流动状态,增大匙孔上端开口直径,稳定进入匙孔内的激光束能量,阻止外界气体进入匙孔等途径均能达到抑制复合焊接匙扎型气孔目的。

全文目录


摘要??4-5
Abstract??5-9
1 绪论??9-21
??1.1 研究背景??9-10
??1.2 铝合金电弧焊接与激光焊接概述??10-13
????1.2.1 铝合金焊接特点??10-11
????1.2.2 铝合金电弧焊接及其应用??11-12
????1.2.3 铝合金激光焊接及其应用??12-13
??1.3 激光-电弧复合焊接技术及其应用于铝合金的研究现状??13-19
????1.3.1 激光-电弧复合焊接的提出及原理??13-14
????1.3.2 激光-电弧复合焊接特点??14-15
????1.3.3 铝合金激光-电弧复合焊接研究现状??15-19
??1.4 本文研究内容??19-21
2 系统平台搭建及试验研究方法??21-29
??2.1 激光-电弧复合焊接系统平台搭建??21-24
????2.1.1 复合焊接系统平台总体结构??21-22
????2.1.2 试验设备及辅助装置??22-24
??2.2 试验材料及研究方法??24-28
????2.2.1 试验材料??24-25
????2.2.2 试样制备方法??25
????2.2.3 试验工艺方案??25-26
????2.2.4 焊接试样测试分析方法??26-28
??2.3 本章小结??28-29
3 交/直流TIG电弧与激光复合对焊缝成形规律的影响??29-54
??3.1 试验参数的选择??29-36
????3.1.1 电弧参数的选择??29-30
????3.1.2 激光参数的选择??30-33
????3.1.3 热源间参数的选择??33-35
????3.1.4 试验参数确定??35-36
??3.2 择接参数对交/直流复合爆接堤缝成形规律的影响??36-45
????3.2.1 离焦量的影响??36-38
????3.2.2 电弧电流的影响??38-40
????3.2.3 激光功率的影响??40-41
????3.2.4 焊接速度的影响??41-43
????3.2.5 热源间距的影响??43-45
??3.3 交/直流复合焊接能量耦合规律及热源相互作用差异分析??45-52
????3.3.1 复合焊接热源相互作用定量分析??45-47
????3.3.2 电弧电流对交/直流复合焊接能量耦合规律的影响??47-49
????3.3.3 交/直流复合焊接热源相互作用差异分析??49-52
??3.4 本章小结??52-54
4 复合焊接焊缝微观组织分析??54-62
??4.1 复合焊接焊缝显微组织特征??54-57
????4.1.1 金相试样制备??54
????4.1.2 显微组织分析??54-57
??4.2 复合焊接焊缝显微硬度检测??57-59
??4.3 复合热源焊接对焊缝显微组织的影响分析??59-61
??4.4 本章小结??61-62
5 复合焊接气孔缺陷分析??62-74
??5.1 复合焊接气孔特征及产生原因??62-65
??5.2 焊接参数对复合焊接气孔的影响??65-71
????5.2.1 热源间距的影响??65-66
????5.2.2 焊接速度的影响??66-68
????5.2.3 激光脉冲频率的影响??68-69
????5.2.4 焊枪倾角的影响??69-70
????5.2.5 电弧保护气流量的影响??70-71
??5.3 复合焊接气孔抑制方法??71-73
??5.4 本章小结??73-74
结论??74-76
参考文献??76-79
致谢??79-80

相似论文

  1. 基于分步查找的高效复合模式查找算法,Q811.4
  2. 高强钢激光—电弧复合焊接技术研究,TG456.7
  3. 农林复合与炼山对巨桉人工林土壤酶活性的影响,S714
  4. 从认知视角研究《圣经》隐喻,I106.99
  5. 低碳钢管板全位置活性焊接法研究,TG457.6
  6. 不同带间距柠条林根系和土壤水分特征及其植物多样性的研究,S714
  7. 黑土区农林复合模式土壤水分变化规律与大豆产量研究,S565.1
  8. 关联复合模式解析《老友记》中的隐喻性话语,H313
  9. 台湾桤木幼林地细根生长与土壤抗蚀能力研究,S714.2
  10. 我国零售业态的发展与创新研究,F721
  11. 太行山低山丘陵区农林复合模式耗水特征的研究,S715.4
  12. 湘西小城镇滨水区景观保护和开发,P901
  13. 中国企业年金运行机制研究,F842.6
  14. 中国英语学习者话语标记语习得的认知研究,H319
  15. 巨桉林草复合种植模式初期土壤养分库及物理性质研究,S714
  16. 三倍体毛白杨与草复合模式根际养分动态,S714
  17. 宁安市江南乡山地农林复合模式研究,F327
  18. 论股权托管的法律调整,D912.29
  19. 虚假广告的法律规制研究,D922.294
  20. Web中Ajax应用的研究,TP312.2
  21. 不同密度巨桉林·草模式细根分布及其生长特性,S718.5

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 焊接工艺 > 特种焊接
? 2012 www.xueweilunwen.com