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对于激光焊接叠焊的熔覆工艺解析


 激光焊接如今在加工业越来越受欢迎,它主要是针对薄壁材料,精密零件的焊接,可实现点焊,对接焊,叠焊,密封焊,拼焊,穿透焊,填料焊,缝焊及气密性缝焊,并可适应多种焊接轨迹。激光焊接机的优势之一就是几乎完全采用数字化流程。这也就是说,该工艺可以方便地调整执行的作业,只需要选择合适的参数就可以获得想要的结果。
  这里我们主要是要了解关于叠焊激光熔覆工艺的研究,这种焊接工艺可以称为激光金属沉积,也可以叫做激光熔覆技术,是一种将焊道并排放置在一起或堆叠多层的工艺。在这种工艺中,焊接点在精密复杂的参数和相关性系统中与彼此产生各种影响。
  若需要精进改变它,就需要能够了解对流程和熔覆叠焊几何结构所产生的不可忽视的影响因素。
  由于激光焊接时能量集中功率密度大,光束直径小,这就要求焊前两钢板叠合后间隙较小。如果间隙过大或者板材平面度过大,会影响两板结合部分的焊缝宽度,影响焊缝成型质量的稳定性。对于瓦楞板的焊接,长直线连续的焊接会使板材变形较大,影响离焦量的稳定性。变形后的参与应力较大,需要释放,压紧机构的压紧力可能不能抵消残余应力,这些都需要试验研究不同的焊接路径。
  我们需要测试的主要有两个阶段。一,我们假设制造工艺参数的微小变化将导致焊道形状参数和非线性关系的变化。二,我们假定重叠焊的几何结构和堆叠层不是单个沉积焊道的直接倍数。根据预估,其差异在于边界状态的改变,因为层间热传导和沉积焊道的质量变化会改变沉积的表面积。
  与增材制造的相关性
  通过这项工作,我们构建了不同条件下的各种焊道行为的模型。研究人员现在可以在这些模型的基础上为下个系列的测试建立假设和实验计划。随着激光熔覆技术日益成为一种重要的增材制造方法,我们也开始加强了对堆叠层焊道的行为研究。下面,可以一起简单了解一下这方面的成果,它对项目的未来研究工作各位重要。


  为了保证焊缝成型质量要求,需要对影响焊缝成型的因素进行分析,对关键因素提出改进措施和工艺试验。板材的间隙和平面度影响搭接接头处的焊缝强度和质量稳定性。对于大型板材,本身的平面度和板材的间隙较难控制,对板材的间隙要求较高。需要研究一种压紧机构来解决焊接时变形引起的离焦量的变化,从而引起焊接质量的稳定性。焊接工艺参数一般从焊接仿真中获得不同功率和速度下温度场的变化,对焊缝成型的影响。实验不同的工艺参数,改进喷嘴结构,通过正交优化试验,一组较好的匹配工艺参数。对于大型板材的焊接,焊接工艺路径也是影响焊缝成型的重要因素,长焊缝的连续焊接影响变形,合理的焊接路径才能有效的控制变形,保证焊接过程的稳定性和焊接效率。焊接加工的自动路径的生产可以提高加工效率,减少人为错误。

  此用工艺参数模型为此类工作开发理想的焊道形状仍然较有挑战性,在多层激光熔覆的非线性动态环境下,很难做出任何有意义的预测。总体上说,还是需要根据经验,了解激光功率、激光扫描速度、送粉速率、应用几何结构等工艺参数在多大程度上会影响到沉积层的硬度和微观结构。

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