氦—氩混合保护气对A7N01铝合金激光-MIG复合焊接特性的影响
发布时间：2021-08-16 18:39
A7N01铝合金主要合金元素为Al-Zn-Mg,具有比重小、比强度高、易加工成形、无磁性、无低温脆性转变等优点,成为工业应用中主要的轻质高强材料。激光-电弧复合焊接技术综合了激光自熔焊和电弧焊两者的优势,具备热输入小,变形小,焊接速度高、适应性强等优点,在工业领域中有广泛的应用前景。而焊接气孔缺陷和熔深较浅仍是铝合金焊接中的主要问题。本文采用不同比例的氦-氩混合保护气体以降低焊缝气孔缺陷,同时提高能量吸收率,增加焊缝熔深。为了较全面的认识不同保护气体对激光-脉冲MIG（metal inert gas arc welding,熔化极氩弧焊）复合焊接特性的影响,文中从等离子体特性、熔滴行为、焊缝成形及气孔缺陷四个方面进行了一系列的理论分析与试验研究。使用高速摄像机和瞬态光谱仪等设备对比分析了铝合金激光自熔焊、脉冲MIG焊和激光-脉冲MIG复合焊三种焊接方式的特点,并根据Boltzman作图法和Stark展宽法计算等离子体温度和电子密度。发现复合焊接等离子体温度、电子密度最高,脉冲MIG焊次之,激光自熔焊最低;在复合焊中等离子体及熔滴过渡稳定性最好。重点研究了不同比例的氦-氩气混合保护气体对...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIG焊和激光-MIG复合焊接熔滴过渡图像
（a）焊接电压波形图 （b）电弧放电示意图图 1-2 电弧焊与复合焊接电压的变化及电弧放电示意图[54, 55]Gao等人[56]认为大滴过渡模式下，与电弧焊接相比，激光-MIG复合焊等离子体数量、密度增大，改变了电弧形态，增加熔滴表面阳极斑点面积即改变了电离力的方向，如图1-3所示。同时电弧等离子体密度增大即增加了电离的大小，因此，激光作用促进了熔滴的过渡频率。（a）MIG 焊 （b）激光-MIG 复合焊图 1-3 电磁力与电流密度线分布随等离子体状态的变化[56]
认为大滴过渡模式下，与电弧焊接相比，激光-MIG复合焊等离子体数量、密度增大，改变了电弧形态，增加熔滴表面阳极斑点面积即改变了电离力的方向，如图1-3所示。同时电弧等离子体密度增大即增加了电离的大小，因此，激光作用促进了熔滴的过渡频率。（a）MIG 焊 （b）激光-MIG 复合焊图 1-3 电磁力与电流密度线分布随等离子体状态的变化[56]1.3.3 保护气体对焊接过程的影响研究现状在激光和电弧焊接中，材料对能量的吸收率与热源能量密度、材料热导率、热熔等物理性质等参数有关。材料对电弧的吸收率受电子回路、熔滴过渡模式、保护气体以及材料特性的影响[57]；而对激光能量的吸收率主要受激光波长、工件表面状态、接头形状、熔池上方等离子体形貌和性质的影响。肖荣诗[58, 59]在 CO2激光深熔焊接中通过 Ar 和 He 混合保护气的形式有效地控制了等离子体的形态，并获得了较大熔深。20 kW 激光器焊接低碳钢时，发现
【参考文献】：
期刊论文
[1]保护气体对光纤激光焊接5A90温度场分布特征的影响[J]. 段爱琴,巩水利,刘飞. 机械工程学报. 2017(16)
[2]焊接保护气体对7N01铝合金接头力学性能的影响[J]. 沈强,王玉玺. 兵器材料科学与工程. 2015(05)
[3]不同保护气体对6082铝合金焊接接头性能影响的研究[J]. 刘春宁,钮旭晶,张艳辉,吴晓明,孙斌斌. 焊接. 2015(01)
[4]铝合金二元与三元气体保护焊技术比较[J]. 路浩,陶传琦,邢立伟,梁志敏. 焊接学报. 2014(12)
[5]双光束激光填丝焊工艺对铝合金焊接气孔率的影响[J]. 雷正龙,李颖,陈彦宾,孙忠绍,张益坤. 焊接学报. 2013(02)
[6]保护气体在铝合金焊接中的影响[J]. 王冲,王立颖. 河南科技. 2012(17)
[7]采用二元保护气体焊接铝合金工艺试验[J]. 刘春宁,张艳辉,王洪奇,吴晓明,侯振国,崔岩. 焊接技术. 2011(12)
[8]CO2激光-MAG电弧复合焊接工艺参数对熔滴过渡特征和焊缝形貌的影响[J]. 刘双宇,张宏,石岩,刘凤德,刘佳,徐春鹰. 中国激光. 2010(12)
[9]Nd:YAG激光+P-GMA复合热源焊接过程中激光对熔滴过渡频率和电流的影响[J]. 秦国梁,林尚扬. 中国激光. 2010(07)
[10]激光-电弧复合焊接技术的研究与应用[J]. 袁小川,赵虎,王平平. 焊接技术. 2010(05)
博士论文
[1]高功率光纤激光深熔焊接特性研究[D]. 邹江林.北京工业大学 2014
[2]10Ni3CrMoV钢厚板激光焊接稳定性与接头组织及性能研究[D]. 胡连海.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]混合保护气体对铝合金TIG/MIG焊的影响[D]. 杨秀青.河北科技大学 2016
[2]CO2激光-MIG复合热源焊接熔滴过渡的行为分析[D]. 刘达樊.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3346189
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIG焊和激光-MIG复合焊接熔滴过渡图像
（a）焊接电压波形图 （b）电弧放电示意图图 1-2 电弧焊与复合焊接电压的变化及电弧放电示意图[54, 55]Gao等人[56]认为大滴过渡模式下，与电弧焊接相比，激光-MIG复合焊等离子体数量、密度增大，改变了电弧形态，增加熔滴表面阳极斑点面积即改变了电离力的方向，如图1-3所示。同时电弧等离子体密度增大即增加了电离的大小，因此，激光作用促进了熔滴的过渡频率。（a）MIG 焊 （b）激光-MIG 复合焊图 1-3 电磁力与电流密度线分布随等离子体状态的变化[56]
认为大滴过渡模式下，与电弧焊接相比，激光-MIG复合焊等离子体数量、密度增大，改变了电弧形态，增加熔滴表面阳极斑点面积即改变了电离力的方向，如图1-3所示。同时电弧等离子体密度增大即增加了电离的大小，因此，激光作用促进了熔滴的过渡频率。（a）MIG 焊 （b）激光-MIG 复合焊图 1-3 电磁力与电流密度线分布随等离子体状态的变化[56]1.3.3 保护气体对焊接过程的影响研究现状在激光和电弧焊接中，材料对能量的吸收率与热源能量密度、材料热导率、热熔等物理性质等参数有关。材料对电弧的吸收率受电子回路、熔滴过渡模式、保护气体以及材料特性的影响[57]；而对激光能量的吸收率主要受激光波长、工件表面状态、接头形状、熔池上方等离子体形貌和性质的影响。肖荣诗[58, 59]在 CO2激光深熔焊接中通过 Ar 和 He 混合保护气的形式有效地控制了等离子体的形态，并获得了较大熔深。20 kW 激光器焊接低碳钢时，发现
【参考文献】：
期刊论文
[1]保护气体对光纤激光焊接5A90温度场分布特征的影响[J]. 段爱琴,巩水利,刘飞. 机械工程学报. 2017(16)
[2]焊接保护气体对7N01铝合金接头力学性能的影响[J]. 沈强,王玉玺. 兵器材料科学与工程. 2015(05)
[3]不同保护气体对6082铝合金焊接接头性能影响的研究[J]. 刘春宁,钮旭晶,张艳辉,吴晓明,孙斌斌. 焊接. 2015(01)
[4]铝合金二元与三元气体保护焊技术比较[J]. 路浩,陶传琦,邢立伟,梁志敏. 焊接学报. 2014(12)
[5]双光束激光填丝焊工艺对铝合金焊接气孔率的影响[J]. 雷正龙,李颖,陈彦宾,孙忠绍,张益坤. 焊接学报. 2013(02)
[6]保护气体在铝合金焊接中的影响[J]. 王冲,王立颖. 河南科技. 2012(17)
[7]采用二元保护气体焊接铝合金工艺试验[J]. 刘春宁,张艳辉,王洪奇,吴晓明,侯振国,崔岩. 焊接技术. 2011(12)
[8]CO2激光-MAG电弧复合焊接工艺参数对熔滴过渡特征和焊缝形貌的影响[J]. 刘双宇,张宏,石岩,刘凤德,刘佳,徐春鹰. 中国激光. 2010(12)
[9]Nd:YAG激光+P-GMA复合热源焊接过程中激光对熔滴过渡频率和电流的影响[J]. 秦国梁,林尚扬. 中国激光. 2010(07)
[10]激光-电弧复合焊接技术的研究与应用[J]. 袁小川,赵虎,王平平. 焊接技术. 2010(05)
博士论文
[1]高功率光纤激光深熔焊接特性研究[D]. 邹江林.北京工业大学 2014
[2]10Ni3CrMoV钢厚板激光焊接稳定性与接头组织及性能研究[D]. 胡连海.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]混合保护气体对铝合金TIG/MIG焊的影响[D]. 杨秀青.河北科技大学 2016
[2]CO2激光-MIG复合热源焊接熔滴过渡的行为分析[D]. 刘达樊.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3346189
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