特种连接技术 教学课件 作者 李亚江 3.ppt

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1、特种连接方法－specialjoiningtechnology第3讲激光焊（LW）典型材料的激光焊及应用实例（碳素钢、低合金高强钢、不锈钢、铝及其合金、高温合金）激光焊质量的实时检测与控制主要内容一、典型材料的激光焊及应用实例特种连接方法－specialjoiningtechnology1.碳素钢焊接性：C％，裂纹和缺口敏感性，控制C％<0.25碳钢汽车板激光焊工艺（华中理工大学和武汉钢铁公司）大多数钢厂生产的薄钢板宽度达不到多数轿车及其他车辆的车身和底板要求的宽度。激光焊焊速高、质量好、焊缝及HAZ宽度窄，自动化程度高德国AUDI公

2、司开发了宽1.95m钢板的激光拼焊工艺试验条件特种连接方法－specialjoiningtechnology材料为冷轧深冲汽车碳钢板，厚度0.8和1.0mm设备采用美国Coherence公司轴流式CO2激光器（1.5kW）工艺参数如表：试样号板厚/mm功率/kW焊速m/min离焦量/mm正缝宽/mm正缝凹/mm反缝宽/mm反缝凹/mm11.01.42.200.520.060.440.0821.01.42.500.520.090.390.0930.81.052.500.520.050.460.0340.81.052.5-0.50.520

3、.050.330.0350.81.12.50.50.590.080.260特种连接方法－specialjoiningtechnology试验结果0.8mm厚1.0mm厚激光焊接头焊缝组织特征（50×）特种连接方法－specialjoiningtechnology接头性能拉伸试验试样编号板厚/mm轧向抗拉强度/MPa延伸率/%11.0横3154221.0纵3154730.8横3104840.8纵315485母材横32043冷弯试验试样编号板厚/mm弯向角度结果角度结果11.0正120好180好21.0反120好180微裂30.8正120

4、好180好40.8反120好180好特种连接方法－specialjoiningtechnology2.低合金高强钢合金元素含量较低，激光焊焊接性良好，尤其是HY-130钢：焊缝组织细小，HAZ窄，冲击断口向母材扩展；硬度梯度陡，硬度较高的区域组织细小；焊缝及HAZ组织类型主要为ML，强韧性好。特种连接方法－specialjoiningtechnology3.不锈钢合金元素含量较高，但导热性小，线膨胀系数大，能量吸收率高（85％），熔化效率高（71％），焊速快，无气孔和夹杂，激光焊焊接性良好，尤其是Ni-Cr钢。加速传感器（飞行速度、飞

5、行距离的可靠性以及飞行器的安全）弦丝（直径0.2mm不锈钢）＋1Cr13质量块（Φ5×0.5mm）采用脉冲YAG激光焊：瑞士KLS111型YAG激光焊机，E=3.2J,τ=4ms,F=0.5mm,Lar=2L/min特种连接方法－specialjoiningtechnology4.铝及其合金对激光束的反射率高（>90%），但小孔形成后，吸收率达90％焊接温度T，H在Al中的溶解度，易产生气孔或空洞难题解决方法：提高功率密度和焊接速度，严格控制工艺参数，加以保护气体，抑制等离子体形成特种连接方法－specialjoiningtechno

6、logy5.高温合金焊接性：裂纹和气孔，通过控制工艺参数和加以保护气体（He或He+Ar），大多数高温合金可焊（Al、Ti含量较高的时效处理合金）航空发动机冷气导管CO2激光焊燃烧室温度高导向叶片冷却，调节叶片腔内温度场火焰筒高温气流前后导管导管轴向流出管壁小孔承受张力和温度应力Incol625(t=0.2)焊接质量高特种连接方法－specialjoiningtechnologyF-15战斗机加力起飞试车中的F100发动机特种连接方法－specialjoiningtechnology焊前清理：酸洗（HF+FeSO4水溶液中浸泡15~2

7、0min，60～70℃）；中和（NaOH＋Na2CO3中浸泡1~2min,60℃)；超声波清洗；丙酮蘸洗。装配要求较高，间隙<0.05mm。工艺参数：P＝1.05kW(德国产RS850型CO2激光器)v=2.2m/minF＝5mmHe气流量=5L/min接头质量：抗拉强度为母材的95％，合格率达90％。特种连接方法－specialjoiningtechnology二、激光焊质量的实时检测与控制焊接质量影响因素：材料熔化、蒸发、小孔形成，等离子体出现装配误差、焊接过程中激光器不稳定或污染测量信号的选取和缺陷诊断方法特种连接方法－spec

8、ialjoiningtechnology激光焊过程发出的信号特种连接方法－specialjoiningtechnology等离子体光辐射信号检测特种连接方法－specialjoiningtechnology激光焊焊接质量