文档介绍:.
硕士毕业论文开题文献
综述报告
于思彬
专业:
材料加工
学号:
论文题目
:超高强度钢的激光焊接研究
目录、前言错误!未指定书签。
、激光焊接的工艺特点及其应用错误!未指定书签。
激光焊接特点错误接技术在汽车、造船、航天航空领域都得到广泛的应用。激光焊接工艺能够向工件传输高于的能量密度,因此,其深宽比较大(最高可达),焊接质量好。此外,激光焊接有许多优势所在,如可以通过透明介质对密闭容器里的材料进行焊接;可焊接难熔化材料,并能对异种金属进行焊接;能实行全方位焊接;激光束聚焦后可获得很小的光斑,能精确定位,实行精密焊接;对于固体激光器,其激光束的传输能利用光纤进行远距离传输,能进行分光束多工位加工,并且加工柔性好,自动化程度高;与电子束焊接相比,激光束焊接不需要真空环境,保护气成分、压力可选择,焊接不受电磁影响[]。激光焊接也有不足之处,如其投资成本较高、对装配精度要求较高等。激光焊接按焊接时熔池的形态分为两种形式:
()热传导焊即是将高强度的激光束辐射到金属表面,光能量仅被表层吸收,不产生非线形或小孔效应,通过激光与金属的相互作用,使金属熔化后形成焊接。
()深熔焊接激光焊接是能量通过“小孔”转换机制结构来完成。在足够高的功率密度光束照射下,材料产生蒸发形成小孔。这个充满蒸汽的小孔,几乎能全部吸收入射光束能量。热量从这个高温小孔传递出来,使包围着这个小孔腔四周的金属熔化,孔壁外液体流动和壁层表面力与孔腔连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡,由此而产生连续的焊缝。
激光焊接优势)由于聚焦激光束比常规方法具有高得多的功率密度,导致焊接速度快,热影响变形都较小,还可焊接钦、石英等难焊材料。
)因为光束容易传输和控制,又不需要经常更换焊炬、喷嘴,显著减少停机辅助,所以有荷系数和生产效率都高。
)由于纯化作用和高的冷却速度,焊缝强度、韧性和综合性能高。
)由于平均热输入低,加工精度高,可减少再加工费用;另外,激光焊接运转费较低,从而可降低工件成本。
)容易实现自动化,对光束强度与精细定位能进行有效控制[]。
激光焊接参数的影响焊接速度的影响
激光焊接时激光是通过很小的直径向材料“注入”热量,材料的升温速度很快,材料能在很短的时间达到很高的温度。工件的穿透深度可以通过激光功率密度来控制。激光焊接时材料的熔化在很短的周期完成,并以很快的速度凝固,导致焊缝组织与常规熔凝组织区别较大。熔化金属首先在固液相界面结晶,然后向熔化区部迅速长大。在激光功率和离焦量等条件不变的情况下,焊接速度是影响焊缝熔池形状及焊接质量的重要工艺参数。焊接速度不同,熔池中心及边缘温度梯度、液态合金材料的散热情况、熔深熔宽、熔池形状也就不同。为了了解焊接速度对焊缝成形和焊接质量的影响,选用不同焊接速度进行了实验,保护气体为气。焊接时,可以用线能量来描述焊件接受激光辐射能量的情况,线能量是指单位长度焊缝接受的激光能量。焊接速度主要影响焊缝熔深和熔宽。在一定的激光功率下,提高焊接速度,焊接的线能量下降,熔深减小。因而适当降低焊接速度可加大熔深。实验表明,熔深随焊接速度的增加几乎呈线性下降。激光焊接时,要根据材料的热物理性质、焊接接头形式和工件厚度等条件选择焊接速度,应能使材料吸收到足够的激光能量,实现充分的熔化,获得理想的熔深。但若焊接速度过低,熔深不会再增加,反而使焊缝熔宽增大。说明由于线能量增加,熔化区加大,同时小孔区的温度上升,等离子体的浓度增加,对激光的吸收系数增加。速度低至一定值,穿透等离子体到达小孔底部的激光功率密度过小,不足以汽化材料,金属蒸汽压不足以维持小孔,小孔不仅不再加深,甚至使小孔崩溃,焊接过程蜕变为传导型。对于给定的激光功率等条件,存在一维持深熔焊接的最低焊接速度,在此最低焊速下的熔深为给定焊接条件下的最大熔深。因此,焊接速度过低时,会导致材料发生强烈的汽化或焊穿;焊接速度过高时,焊缝浅,焊接接头性能差,对高强度镀锌钢板激光焊接,则易导致镀锌层大面积蒸发或剥落,过大的焊接速度也将增大气孔和孔洞倾向,影响焊件质量。
离焦量的影响聚焦镜是较接近工件表面的光学元件。实际上,经透镜聚焦的光束在焦平面附近有一个直径和长度均很小的束腰,该束腰直径即为光斑直径,焦点位于最小束腰位置,强度最大。束腰长度即为焦深,焦点两侧焦深围的激光强度略有降低(约为焦点强度的)。光斑直径较难精确计算或测量出,但可以通过聚焦镜的焦距和发散角B的乘积来估算,9o它的具体数值是根据加工要求来确定的,又选定的光斑直径可以把透镜的焦距确定下来。
离焦量是指最佳光斑尺寸与工件之间的距离。离焦量不仅影响工件表面光斑直径的大小,而且影响光束的入射方向,因而对焊缝形状、熔深和横截面积有较大影响。激光焊接之前需要调整激光相对工件位置的高