【摘要】：B340LA低合金高強鋼是實現汽車輕量化的主選材料之一,同時變截面結構是實現汽車輕量化的有效途徑,因此寶鋼集團研發(fā)了B340LA變厚截面板用于實現汽車輕量化。激光填粉焊接除了具備激光焊接的諸多優(yōu)點以外,還具有提高激光能量利用率、改善焊接缺陷等特點,可以更好的實現B340LA變厚截面板的連接。通過實時監(jiān)測激光焊接過程,可以實現自適應激光焊接,加快生產過程的自動化和智能化進程。但是,直接對B340LA變厚截面板進行自適應激光填粉焊接難度較大,所以首先對B340LA高強鋼進行激光填粉焊接研究可以加快實現B340LA變厚截面板自適應激光填粉焊接的進程。為了能夠實現B340LA高強鋼的激光填粉焊接試驗,本文搭建了激光填粉焊接系統(tǒng),并且該系統(tǒng)可以實現光致等離子體光譜的采集。該系統(tǒng)主要包含激光焊接系統(tǒng)、送粉系統(tǒng)和光致等離子體光譜采集系統(tǒng)。為了研究工藝參數對B340LA高強鋼激光填粉焊接性能的影響,本文首先設計了多種粉末的正交試驗,尋求合適的填充粉末種類;然后在此基礎上設計了單一變量試驗,分別分析了對接間隙、焊接速度、送粉量對焊縫成形、力學性能等焊接性能的影響。結果:對接間隙和焊接速度對焊接塌陷的影響較大,送粉量對熔寬和力學性能影響大,并且在一定范圍內隨著送粉量的增加接頭拉伸強度增強。針對激光焊接過程中如何實現焊接質量實時監(jiān)測的問題,本文分別采集了激光未填粉焊接和激光填粉焊接過程中產生的光致等離子體光譜信息。首先對不同激光功率下的光致等離子體的電子溫度進行計算,發(fā)現未填粉焊時,隨著激光功率的增加電子溫度逐漸減少,并且在板材熔透時電子溫度急劇下降;填粉焊時,未熔透狀態(tài)下電子溫度隨著激光功率的增加而減少,熔透時電子溫度隨著激光功率的增加而增加。然后,對譜線的相對強度變化進行分析,結果顯示當激光未填粉焊接過程不穩(wěn)定出現焊縫不均勻、熔透性不一致時,譜線強度會出現明顯波動;在只改變激光功率的激光填粉焊接試驗中,測得同一譜線的相對強度越大形成的焊縫寬度越寬。最后,通過對激光填粉焊接產生的Cr元素光譜譜線強度變化趨勢與焊縫中的氣孔位置作比較,發(fā)現波長為399.11nm的CrⅠ譜線可以有效的監(jiān)測到焊縫中的氣孔。論文研究結果對變厚截面板自適應激光填粉焊接的研究具有重要的理論意義及工程應用前景。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG456.7
【圖文】：

圖 1.3 激光填絲焊示意圖圖 1.4 激光填粉焊示意圖圖[36]如圖 1.4 所示,激光填粉焊接幾乎具含了激光填絲焊的基本功能[37]。激光填缺陷的產生，改善焊接接頭質量。焊熔化金屬填充焊縫間隙，可以獲得連續(xù)等缺陷的產生，從而改善了焊接接頭焊縫。填充的粉末種類可以根據需要進

圖 1.4 激光填粉焊示意圖圖[36]如圖 1.4 所示,激光填粉焊接幾乎具含了激光填絲焊的基本功能[37]。激光填缺陷的產生，改善焊接接頭質量。焊接熔化金屬填充焊縫間隙，可以獲得連續(xù)等缺陷的產生，從而改善了焊接接頭的焊縫。填充的粉末種類可以根據需要進程形成新的組織，獲得所需要的焊縫組焊接技術對工件焊前加工要求低，這樣光致等離子體的控制，易獲得穩(wěn)定的焊致等離子體的能量用于母材和粉末的熔體的吸收波傳播距離減少；5.提高激光接過程中，粉末具有更大的表面積，粉收焊件表面反射的激光的同時激光在粉

激光深熔焊時隨著熔深的增加光信號在明顯上升。段愛琴等熔透或者熔透性差的時候，光信號存在明顯波動；當焊縫光信號穩(wěn)定。除了直接觀察分析光信號特征，通過光致等算獲得其電子溫度和電子密度。Li 等人[74]通過 PCS 傳感電子溫度判斷焊接質量。祁俊峰等人[75]在 CO2激光焊接鋁譜譜線計算出不同工藝參數改變下的光致等離子體電子溫接速度和保護氣都會對光致等離子體的電子溫度造成影響。工藝參數對等離子體的電子溫度的影響，結果顯示，在鎂率對等離子體電子溫度影響很小，He 氣對等離子體具有等離子體電子溫度隨著焊接速度的增大呈現先增大后減小者利用相機對光致等離子體的光信號進行采集，分析。王軍對焊接過程光致等離子的形貌進行采集，并且分析得出其小孔的狀態(tài)。王小博等[78]利用高速相機拍攝光致等離子體活性劑對光致等離子體積的影響，發(fā)現填加鹵化物活性劑明顯收縮。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2768243