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题名6061铝合金超声波辅助激光焊接变形控制研究
被引量：14
- 1
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作者
陈根余
江东远
王彬
陈兵华
钟沛新
王竟如
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机构
湖南大学激光研究所
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
大族激光智能装备集团有限公司
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出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期541-547,共7页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFB1107802)。
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文摘
为了解决6061铝合金在激光焊接过程中出现的易变形、变形大的问题,采用施加超声波以辅助焊接的方法,以1mm厚的6061铝合金薄板为研究对象展开超声波辅助激光焊接试验,探究超声波对6061铝合金焊接变形的抑制作用;利用单因素试验方法分析了超声波功率对焊接变形的影响规律,设计包括超声波功率、激光功率、焊接速率、离焦量、保护气流量在内的五因素五水平正交试验,分析了超声波功率以及常规焊接参量分别对焊接变形的影响程度,并获得了能够得到最小变形的工艺参量组合。结果表明,焊接变形会随着超声波功率的增加而减小,超声波功率800W时较无超声情况下试件的挠曲变形及角变形分别减小了51.27%和51.46%;同时,当激光功率为1000W、焊接速率为5m/min、离焦量为+1mm、保护气流量为15L/min、超声波功率为800W时,可以获得变形最小的试件,所得到的试件挠曲变形量为0.42mm,角变形量为0.26mm。此研究为超声波辅助焊接在控制薄板焊接变形方面的应用提供了一定的工艺和理论参考。
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关键词
激光技术
6061铝合金
超声波辅助激光焊接
焊接变形控制
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Keywords
laser technique
6061 aluminum alloy
ultrasonic assisted laser welding
welding deformation control
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分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
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题名厚板不锈钢万瓦级激光焊接缺陷抑制研究
被引量：8
- 2
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作者
陈根余
陈飞
周聪
张明军
钟沛新
毛帅
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机构
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
湖南大学激光研究所
大族激光科技产业集团股份有限公司
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出处
《应用激光》
CSCD
北大核心
2018年第2期207-214,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(项目编号:51175165)
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文摘
第三代核电技术中,堆内核心构件堆芯围筒的焊接制造技术是一个急需攻克的难题,由于工件尺寸大,尺寸精度要求高,需探索采用万瓦级激光焊接一次成形技术,此前这类产品的激光单道焊接在国内外尚无成功的案例。对万瓦级光纤激光深熔焊接厚板焊接缺陷的抑制方法进行了研究。结果表明,离焦量是万瓦级光纤激光深熔焊接厚板过程中一个关键工艺参数。负离焦时,匹配优化离焦量和焊接速度可以有效抑制缺陷获得成形良好的全熔透焊缝;背保护气体不仅改善了焊缝下表面成形,同时改善了焊缝上表面成形使整个焊缝截面呈"I"型;侧吹气体射流辅助激光深熔焊接,可以较好抑制钉子头焊缝和上表面飞溅的产生;采用横焊焊接方位时,可以有效抑制焊缝塌陷与底部驼峰的产生。成功实现了15kW光纤激光单面自熔焊接双面成形18mm厚不锈钢,并实际应用于焊接生产堆芯围筒。
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关键词
激光深熔焊接
厚板
焊接缺陷
离焦量
焊接速度
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Keywords
laser deep penetration welding
thick plate
welding defects
defocus amount
welding speed
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分类号
TG441.7
[金属学及工艺—焊接]
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题名2060铝锂合金扫描填丝焊接工艺
被引量：8
- 3
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作者
陈根余
王彬
钟沛新
刘建华
李玮
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机构
湖南大学
湖南大学
大族激光科技产业集团股份有限公司
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出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期44-50,I0007,共8页
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基金
国家重点研发计划(2018YFB1107802)。
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文摘
针对铝锂合金焊后易产生气孔、抗拉强度低的缺点,提出"∞"形激光扫描填丝焊接工艺方法,以2 mm厚2060铝锂合金为研究对象开展对接焊接试验研究,探究激光扫描填丝焊接方法对铝锂合金焊接缺陷抑制作用.借助高速相机摄像系统,探究了激光扫描填丝焊接工艺下熔池的动态演变过程,同时探究了扫描参数对焊缝气孔的影响规律及扫描填丝工艺对气孔的抑制机理.采用曲面响应统计方法探究工艺参数对抗拉强度的影响,并给出工艺参数组合与抗拉强度的定量关系及最优参数组合,焊接接头最大抗拉强度可达382 MPa,为母材的76.4%.结果表明,"∞"形激光扫描填丝焊接工艺下熔池流动平稳,小孔喷发强度较弱且呈现出周期性;"∞"形激光扫描填丝焊接工艺可以有效抑制焊缝气孔,提高铝锂合金焊接质量.
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关键词
扫描填丝焊接
熔池特征
气孔
抗拉强度
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Keywords
laser scanning welding with filler wire
molten pool characteristics
porosity
tensile strength
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分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
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题名玻璃激光焊接气孔控制研究
被引量：6
- 4
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作者
陈根余
何江
钟沛新
程少祥
王彬
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机构
湖南大学激光研究所
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
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出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期286-291,共6页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFB1104802)。
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文摘
为了获得成形良好、气孔少的玻璃焊接焊缝,采用在中间层添加对激光波长不透明玻璃料的方法,对玻璃与玻璃激光焊接中出现的气孔问题进行了研究。以半导体激光作为热源,搭建了用于玻璃与玻璃激光焊接的成套焊接设备,对玻璃与玻璃激光焊接工艺进行了实验研究。通过分析气孔分布特征,统计焊缝气孔率,测量气孔尺寸,对比焊缝正、反面形貌差异,研究了激光平均功率、焊接速率等工艺参量对焊缝气孔产生的规律及表面形貌的影响。结果表明,当激光功率过小、焊接速率过慢时,不利于抑制焊缝中气孔的产生,并且出现未焊上的情况;随着激光功率、焊接速率的增加,焊缝当中的气孔率显著上升;在激光功率P=35W、焊接速率v=0.1m/min、离焦量d=-15mm时,可获得成形良好、气孔直径在3.696μm以下且分布均匀的焊缝,连接强度高。此研究可为玻璃的激光封接制造提供理论依据,具有广泛的工业应用前景。
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关键词
激光技术
气孔
焊接
玻璃
玻璃料
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Keywords
laser technique
pore
welding
glass
glass frit
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分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
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题名电磁辅助激光单道焊接30 mm厚板研究
被引量：3
- 5
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作者
陈根余
王竟如
齐毅
李玮
钟沛新
董理
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机构
湖南大学激光研究所
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
湖北文理学院机械工程学院
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出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期10-17,共8页
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基金
国家重点研发计划(2018YFB1107905)。
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文摘
针对激光单道焊接厚板过程中因根部熔池滴落造成焊缝难以成型的问题,提出稳定磁场和电流产生的向上安培力对根部熔池进行辅助支撑焊接厚板的方法。实验结果表明单独电流或磁场的存在对厚板焊接熔池滴落行为影响很小,但引入安培力后根部熔池滴落得到抑制,改善了熔池流动性,焊接过程更加稳定,焊缝成型质量良好,呈现Y字型。相同的激光功率等工艺参数条件下,改变安培力大小和方向可以有效控制焊缝的深度,扩展了焊缝质量控制工艺参数。该方法极大地提高了厚板的焊接效率和焊接质量,为解决激光单道焊接厚板“要么不透,一透就漏”的难题提供了新的工艺方法,单道焊接厚度达到30 mm。
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关键词
激光加工
激光焊接
电磁场
厚板
熔池滴落
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Keywords
laser processing
laser welding
electromagnetic field
thick plate
molten pool dripping
-
分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
-
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题名玻璃激光焊接过程中玻璃料与基板的耦合行为
被引量：3
- 6
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作者
陈根余
钟沛新
程少祥
-
机构
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
湖南大学激光研究所
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出处
《中国激光》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第18期43-51,共9页
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基金
国家重点研发计划(2017YFB1104802)。
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文摘
随着光电技术的快速发展,填充玻璃料的激光玻璃焊接技术已被广泛用于光电器件的封装领域。为了实现对激光焊接过程的实时监测,保障焊接质量,本课题组搭建了一套针对玻璃激光焊接的实时观测系统,该系统规避了玻璃料在激光作用下产生的杂波干扰;之后,采用该系统观测了玻璃涂料区域未完全连接、完全连接及连接区域扩展三种典型的耦合行为,分析了耦合过程中气孔的产生机制,发现了杂质型气孔在玻璃料与玻璃基板耦合行为中的运动规律,分析了气孔溢出过程中密集型气孔与杂质型气孔相作互用的特点。结合实时观测结果,得到了气孔溢出过程中气孔面积随时间变化的规律。试验结果表明,生成的密集型气孔有助于杂质型气孔的溢出,在丝印宽度为0.8 mm的玻璃料上,通过偏置激光束0.2 mm可以有效控制气孔的溢出方向。
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关键词
激光技术
玻璃
激光焊接
耦合行为
气孔
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Keywords
laser technique
glass
laser bonding
coupling behavior
pores
-
分类号
TN249
[电子电信—物理电子学]
-
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题名基于响应面法的玻璃激光焊接焊缝及气孔研究
被引量：2
- 7
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作者
陈根余
程少祥
钟沛新
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机构
湖南大学激光研究所
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
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出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期474-480,共7页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFB1104802)。
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文摘
为了获得气孔率低、玻璃料完全熔化、形貌良好的焊缝,采用响应面法中的设计原理,建立了玻璃激光焊接中焊缝缺陷面积占比率与工艺参数(预烧结峰值温度、激光功率、焊接速率和离焦量)的数学模型。基于所建模型,理论分析了各工艺参数对焊缝缺陷面积占比率的交互影响趋势,并对工艺参数进行了优化。结果表明,在预烧结峰值温度为440℃、激光功率为37W、焊接速率为0.1m/min、离焦量为14.4mm的优化参数下进行实验,焊缝中气孔面积和玻璃料未完全熔融面积之和仅占焊缝总面积的0.512%,与模型预测结果吻合,焊缝表面形貌良好,焊缝剪切强度为17.765MPa,高于标准值。该模型优化出的工艺参数是合理的,该研究有助于提高玻璃激光焊接质量。
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关键词
激光技术
焊缝缺陷面积占比率
响应面法
玻璃激光焊接
-
Keywords
laser technique
proportion of weld defect area
response surface method
glass laser welding
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分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
TN249
[电子电信—物理电子学]
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题名大气及真空条件下玻璃激光焊接对比
- 8
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作者
陈根余
钟沛新
程少祥
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机构
湖南大学激光研究所
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
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出处
《激光技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期362-367,共6页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFB1104802)。
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文摘
为了验证真空环境对玻璃激光焊接气孔形成的影响,采用在大气及真空条件下进行玻璃激光焊接对比试验的方法,对两种条件下气孔率随激光功率的变化及玻璃料向两端扩展的程度进行了理论分析和实验验证。结果表明,气孔的成因不仅是玻璃料中残存的气体,功率提高至45W后,不稳定成分的升华与分解产生了更多气体,进一步提高了气孔率;真空条件对焊缝扩展影响较小,无明显差异;而真空条件下的气孔率要显著大于在大气条件下的气孔率;真空条件下气孔面积更大,但增大的气孔面积并不能扩大玻璃料的扩展宽度。该研究结果进一步地揭示了玻璃激光焊接下气孔的形成机制。
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关键词
激光技术
气孔
激光焊接
真空
玻璃
-
Keywords
laser technique
pores
laser bonding
vacuum
glass
-
分类号
TG456.7
[金属学及工艺—焊接]
TN249
[电子电信—物理电子学]
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