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2024年 54卷第7期

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窄间隙激光焊接研究现状与存在的问题

郭雪洋,董彬,秦国梁,郭怀力

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.07.01

摘要：对于20 mm以上的厚板焊接传统上广泛采用窄间隙埋弧焊、窄间隙熔化极气体保护焊等方法，但其热输入大、变形大等特点限制了其发展。激光焊接具有能量集中、热影响区小、焊接变形小等优势，在厚板焊接方面有更大的优势。文中主要介绍了目前中厚板及厚板窄间隙激光焊接方法中常见的激光自熔焊、激光填丝焊和激光-电弧复合焊的技术特点及其研究现状，分析了窄间隙激光焊在实际应用中存在的问题，如焊接效率不足、热输入过大、焊后变形大、易产生未熔合等。激光-电弧复合焊接具有焊接效率高、熔敷效率高、焊接热损伤低等特点，是适合厚板焊接的方法之一。最后总结和展望了激光焊技术在中厚板制造领域的发展前景。
关键词：窄间隙焊接;厚板;激光焊接;激光-电弧复合焊

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更新时间：2024-07-26
选区激光熔化制备CuCrZr合金致密化行为与组织性能调控研究

宋峻岭,李怀学,范宏举,刘鹏

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.07.02

摘要：CuCrZr合金具有优良的导热性和导电性，且兼具良好的力学性能，在航空航天、核反应堆部件等领域有着重要应用。对选区激光熔化（SLM）制备CuCrZr合金的成形性能进行了分析，主要考虑激光功率、扫描速度和扫描间距3个主要工艺参数对合金成形致密度、显微组织和显微硬度的影响。研究结果表明，SLM制备的CuCrZr合金孔隙主要以粉末未完全熔化和气孔为主，当体积能量密度升高时，孔隙类型逐渐由粉末未熔化向气孔转变。扫描间距为0.12 mm时合金致密度优于扫描间距为0.09 mm的合金，最佳工艺为激光功率360 W，扫描速度800 mm/s，扫描间距0.12 mm和层厚0.03 mm，此时致密度可达99.30%，其体积能量密度为125 J/mm³。合金组织呈大晶粒包围小晶粒的特征，晶粒形状不规则、随机分布，体现了 SLM 成形过程中不均匀温度场引起的晶粒生长的各向异性。不同构建方向上组织形貌差异明显，XY面以等轴晶为主，XZ面则出现大量沿构建方向生长的柱状晶。此外，工艺参数对SLM成形CuCrZr合金的显微硬度值影响不明显，致密度对硬度的影响更为显著。细小晶粒或细长晶粒聚集处的硬度值较高。SLM技术可以用于制备高性能CuCrZr合金，通过优化工艺参数可以获得高致密度、细小均匀的显微组织和高硬度。
关键词：选区激光熔化;CuCrZr合金;成形性能;显微组织;硬度

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更新时间：2024-07-26
激光熔覆铁铬梯度涂层界面调控与性能研究

阴明,郭枝梁,庞雅琪,李岩

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.07.03

摘要：为解决螺杆钻具磨损问题，通过激光熔覆技术在45钢基材上制备了铁铬梯度涂层。针对梯度涂层熔覆过程中常见的开裂问题，提出了调控熔覆层粉末成分的优化策略，采用不同碳含量的熔覆粉末构建了硬度梯度，并通过熔覆JG-3过渡层优化了界面结合。研究表明，梯度涂层硬度呈梯度上升，耐磨性逐步提升；JG-3过渡层可以促进基体与熔覆层之间的界面结合，有效连接了不同硬度的熔覆层，避免了裂纹产生；断口形貌分析表明，熔覆层呈现出典型的“河流花样”的解理断裂特征，不规则的金属氧化物可以撕裂熔覆层基体，显著降低其熔覆层性能，应对熔覆后的每层表面进行抛光处理，以保证完全清除界面间的氧化层。制备的铁铬梯度层的连接界面保持平整无裂纹。该研究结果为解决梯度涂层熔覆时的开裂问题提供了有效的解决方案与依据。
关键词：激光熔覆;梯度涂层;界面行为;硬度;解理断裂

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更新时间：2024-07-26
单轨构架焊接智控系统的构建

王志伟,赵明明,葛怀普,潘孝玉

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2024.07.04

摘要：在使用大规模焊接设备生产现场中，由于焊接设备生产过程数据缺失、业务流程复杂、焊接过程缺乏信息化管控等原因，造成信息传递效率低且容易出现错误的现象，单轨构架焊接迫切需要加强其在生产管理环节信息化建设。设计并实现了一套焊接智控系统，系统通过网络实时采集不同焊接设备的运行数据，实现监控管理；利用参数自动匹配技术，根据操作人员偏好自动调整焊接参数，减少手动调整时间；通过数字化派工和报工流程，规范操作流程，提高效率；系统还支持视频监控和参数历史追溯，为质量控制和问题定位提供数据支持。试验表明，该系统可显著提升单轨构架焊接生产的信息化和智能化水平，具有广泛的推广应用价值。
关键词：单轨构架焊接;智控系统;参数匹配;实时监控;数字化流程

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更新时间：2024-07-26