针对激光焊接过程中焊接件结构失效的问题,开展了焊接过程中瞬态温度场的仿真分析。以某离合器内片支架与花键轴为研究对象,借助于SYSWELD有限元软件建立激光焊接模型对焊接过程进行了数值模拟,得到了焊接过程中瞬态温度场分布图和特征节点的热循环曲线及相演变情况。仿真结果表明激光焊接时间为2.5s时,温度场进入准稳态;距离焊缝线0~3.5mm的焊接区域内,峰值温度过高,焊接件容易发生热变形;冷却后的焊缝区域显微组织主要为马氏体,焊接接头具有较好的强度和韧性。

激光深熔焊接过程中产生的弧光,等离子体和金属蒸汽等会对熔池图像造成干扰,分析光谱仪采集激光焊接奥氏体不锈钢时产生的光谱,采用合适的滤光片及衰减片构成的复合滤光组件,抑制干扰信号对熔池图像的影响。搭建同轴被动式直接视觉传感系统,对匙孔图像与焊缝截面形状进行了研究。实验结果表明,中心波长为808nm的滤光片和60%透过率构成的复合滤光组件可以有效地消除强光干扰,获取到激光焊接清晰的匙孔及穿透孔图像信息。当匙孔未穿透工件时,焊缝截面形状为"Y"形或者"I"形,匙孔图像显示为完整的白色圆形亮斑;一旦有足够的热输入,使匙孔穿透工件,焊缝背面瞬间形成穿透孔,匙孔图像中央出现低灰度的黑斑,焊缝截面形状为"X"形。

采用光纤激光对304奥氏体不锈钢进行焊接,获得成型良好的激光焊接接头,利用光学显微镜、超景深、显微硬度计等分析检测手段,对304不锈钢焊接接头的微观组织特点、力学性能及断口特征进行了研究并进行相应的分析。结果表明,在激光焊接过程中,由于焊缝冷却速度较快,焊缝组织主要以垂直于熔合线的柱状晶的形态存在,焊缝中心组织以等轴晶为主,热影响区不明显;接头硬度分布不均匀,焊缝处硬度最高,热影响区未发生明显软化;焊接接头抗拉强度为711.5MPa,接头拉伸后断于焊缝,拉伸性能达母材拉伸性能的97.5%,可应用于各种工程。

采用光纤激光器对6mm厚的304不锈钢进行焊接试验,通过对不同工艺参数下的焊接接头显微硬度、拉伸性能及显微组织进行测试与观察,研究激光功率、焊接速度对焊接接头中心等轴晶晶粒大小、柱状晶宽度的影响规律以及力学性能的影响规律。结果表明焊接接头硬度都比母材大,热影响区的硬度与母材接近;增大激光功率或减小焊接速度,焊缝柱状晶宽度以及中心等轴晶晶粒都逐渐增大,焊缝显微硬度逐渐减小,焊缝抗拉强度先增大后减小;当激光功率为2.9KW时,焊缝抗拉强度达到最大值711.5MPa,抗拉强度与母材强度接近,继续增加激光功率,焊缝组织粗化,焊接接头抗拉强度降低。

激光焊接在气密封装中得到越来越广泛的应用,文章通过对使用激光焊接气密封装的产品结构、材料选择、镀层选择、设备结构、焊接工艺等进行分析,以期为气密封装组件的设计人员及工艺人员提供参考。

采用Nd:YAG脉冲激光对3A21铝合金盒体与盖板进行了封焊试验,并针对方波脉冲焊接过程中产生的热裂纹进行了分析与探究。结果表明,添加尖脉冲后的波形可有效避免焊接裂纹,且尖脉冲对焊缝的成型影响较大,该段的参数调整范围较窄,经对比试验后确定合理参数。采用优化后的工艺参数完成封焊试验,得到的焊缝外观均匀一致,无裂纹、孔洞等缺陷,漏气率小于5×10-9Pa·m3/s,一次合格率达到100%,焊缝熔深约为0.5 mm,且经过温度冲击及随机振动试验后均能满足气密性要求,表明焊缝具有较高的可靠性。

采用脉冲激光焊的方法,对厚度为0.04 mm的Pd-40Cu合金膜进行了密封焊接工艺研究,通过试验,确定了焊接的工艺参数,样件经气密性检测和氦质谱检漏达到了使用要求。通过对焊接接头切片观测,接头成形良好,无气孔、裂纹等缺陷,表明脉冲激光焊可用于高纯氢净化器中透氢膜材的焊接。

针对AP/CAP机组寿期内控制棒驱动机构多次更换的需求,为了降低焊接变形及残余应力,将激光技术引入到控制棒驱动机构密封焊缝的焊接中,并在模拟件上共进行了7次切-焊循环。结果表明;激光焊接方法可行;填充环结构设计合理,焊道成形良好,余高均匀,未发生未焊透、未熔合、咬边等情况;焊缝渗透检测也无任何缺陷显示;各次切-焊循环中模拟件下部唇边外径变形量基本处于稳定状态,尤其是前4次循环,外径仅与设计值相差0.02 mm;焊缝残余应力为拉应力,且随着循环次数增加呈减小的趋势。

为越过从点云到CAD模型的重构,实现自由摆放立板的自动焊接,提出一种基于测量点云的机器人激光焊接轨迹自动提取方法。利用均匀采样法对点云进行简化,利用统计滤波剔除点云测量背景噪声,并对点云进行整体倾斜校正;提出一种数据扫描策略以实现组合立板顶面与底面的快速分割;在Alpha Shape算法识别出的立板顶面边界点基础上,采用距离约束去改进RANSAC算法,快速拟合出组合立板顶面边界轮廓;通过对分段顶面边界的快速排序及拓扑关系的还原,获得组合立

某PTA装置重型离心机在经过多年的使用后，存在处理能力严重下降、振动噪声大及运行周期短等制约装置平稳运行的问题。通过对磨损表面的激光焊接以及密封套的表面金属陶瓷强化，并对局部结构做了改进，采用SolidWorks建模、ANSYS应力分析，从理论上分析出设计的不足环节，有效地保证了修复方案的合理性。