厚板鋁合金在大型結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用日益廣泛,但其實際生產(chǎn)中存在的焊接問題也漸漸凸顯,因此急需開發(fā)鋁合金大型厚壁構(gòu)件的高效、可靠焊接技術(shù)。窄間隙激光焊接已成為解決厚板焊接問題的一個極具潛力的焊接方法,不僅可以顯著提高厚板焊接效率而且大大降低焊接變形。鋁合金激光焊接過程中的高反射、氣孔問題,以及厚壁構(gòu)件窄間隙焊接中存在的層間及側(cè)壁熔合不良等問題都是亟待突破的關(guān)鍵難題。本文針對上述問題,提出了一種厚板鋁合金窄間隙激光焊接方法。采用萬瓦級大功率激光實現(xiàn)較大熔深的厚板打底焊以提高焊接效率;采用雙焦點激光完成多層窄間隙的多層填充焊;同時,通過高速攝像和數(shù)值模擬方法對雙焦點激光焊接模式獨特的熔池流動行為進行了深入研究,并分析其與焊絲熔化過渡之間的相互作用,最終實現(xiàn)了50mm厚5A06鋁合金厚板焊接。首先,通過高速攝像對熔池表面流動狀態(tài)及等離子體的拍攝,研究了焊接工藝參數(shù)、熔池流動及焊縫成形的對應(yīng)關(guān)系,分析了影響熔池流動的影響因素。結(jié)果表明,與常規(guī)千瓦級激光相比,萬瓦級大功率激光深熔焊中,功率為25k W時激光作用寬度增大了21%,但熔深可增加159%,焊縫深寬比增加一倍。激光功率的增加和焊接速度的減小都... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 厚板激光自熔焊
        1.2.2 厚板窄間隙激光填絲焊
        1.2.3 雙焦點激光焊接
        1.2.4 雙焦點激光焊接熔池?zé)崃鲌龇治?br>    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡析
    1.4 課題主要研究內(nèi)容
第2章 試驗條件
    2.1 試驗材料
        2.1.1 母材
        2.1.2 填充材料
    2.2 試驗設(shè)備
    2.3 試驗方法
        2.3.1 大功率激光打底焊試驗
        2.3.2 雙焦點激光填絲焊試驗
    2.4 金屬試樣制備與觀察
第3章 萬瓦級大功率激光打底焊工藝特性
    3.1 引言
    3.2 工藝參數(shù)對焊縫成形的影響
        3.2.1 激光功率對焊縫成形的影響
        3.2.2 焊接速度對焊縫成形的影響
        3.2.3 離焦量對焊縫成形的影響
    3.3 工藝參數(shù)對氣孔率的影響
    3.4 焊接熔池表面特征分析
        3.4.1 激光功率度對熔池表面動態(tài)行為的影響
        3.4.2 焊接速度對熔池表面動態(tài)行為的影響
        3.4.3 離焦量對熔池表面動態(tài)行為的影響
    3.5 等離子體特征分析
        3.5.1 激光功率對等離子體的影響
        3.5.2 焊接速度對等離子體的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 雙焦點激光填絲焊工藝特性
    4.1 引言
    4.2 雙焦點焊接特性研究
        4.2.1 雙焦點激光能量分布特點
        4.2.2 深熔焊臨界功率密度計算
        4.2.3 雙焦點激光對熔池行為的影響
    4.3 雙焦點激光填絲焊的熔池表面動態(tài)行為
        4.3.1 單、雙焦點激光對填絲焊的熔池行為比較
        4.3.2 雙焦點間距對熔池動態(tài)行為的影響
        4.3.3 光絲間距對焊絲熔化過渡行為的影響
    4.4 窄間隙雙焦點激光多層焊工藝特性
        4.4.1 窄間隙坡口設(shè)計
        4.4.2 單道填充基礎(chǔ)試驗研究
        4.4.3 多層填充焊工藝研究
        4.4.4 50mm厚鋁合金的窄間隙雙焦點激光焊接
    4.5 本章小結(jié)
第5章 雙焦點激光填絲焊的熔池流動行為
    5.1 引言
    5.2 熱流耦合模型建立
        5.2.1 數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 熱源模型及網(wǎng)格劃分
        5.2.3 模型驗證
    5.3 不同匙孔狀態(tài)下的熔池流動行為
        5.3.1 單/雙焦點激光焊熔池流動行為
        5.3.2 雙匙孔狀態(tài)下熔池流動行為研究
    5.4 填材對匙孔與熔池的影響
        5.4.1 填材對匙孔動態(tài)形貌的影響
        5.4.2 填材對熔池流動行為的影響
    5.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[4]厚板超窄間隙光纖激光焊接理論及實驗研究[D]. 張國偉.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[5]鋁合金激光-TIG雙面焊接特性與能量作用機制研究[D]. 苗玉剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：2912456