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双光束激光焊接在汽车加工领域的应用研究

发布时间:2019-11-21

来源:www.vilaser.cn

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在航天领域,南非科学与工业研究中心国家激光中心(CSIR: National Laser Center)开展了用于导弹发动机壳体的马氏体时效钢激光焊接技术研究,分别采用单激光焊、双光束激光焊以及脉冲激光焊 3 种工艺,结果表明双光束激光焊的焊缝成形最好,拉伸试验断裂在母材,且具有良好的工艺重复性

双光束激光用于填丝钎焊、异种材料的焊接,能增强激光钎焊、填丝焊工艺的焊丝、钎料的熔化能力及过程稳定性,可实现异种材料优质焊接。采用双光束焊接不等厚板,在汽车拼焊板加工领域已有一定的工业化应用

1、钛合金双光束激光焊接焊缝成形

  1.5mm 厚钛合金双光束激光焊和 TIG 焊焊缝表面成形对比如图 1所示,可看出传统 TIG 焊工艺无论是焊缝正面还是背面的宽度均远大于双光束激光焊。因此,双光束激光焊接焊缝及热影响区宽度均远小于TIG 焊。

双光束激光焊接应用研究

2、钛合金双光束激光焊接变形

  为定性描述双光束激光焊接对焊接变形的控制,对比测量平板 TIG焊和双光束激光焊在纵向挠曲变形和横向角变形的大小,如图 2 所示。TIG 焊纵向最大挠曲变形高达14.3mm,双光束激光焊只有 2.7mm TIG 焊横向最大角变形 8.6°,双光束激光焊只有 2.4°。

双光束激光焊接在汽车加工领域的应用研究

3、钛合金双光束激光焊接力学性能

  钛合金焊接接头的室温平均抗拉强度为 1040.2MPa,与母材的抗拉强度相当。焊接接头的断裂位置均在母材区域,说明焊缝的抗拉强度稍高于母材,与采用单光束激光焊接钛合金的力学性能大致相当。

4、钛合金薄壁结构件双光束激光焊接

  针对某钛合金薄壁结构件纵缝双光束焊接,采用琴键式工装夹紧,焊缝正面、背面同时有氩气保护,为避免焊接过程中热变形导致间隙及错边变形,在纵缝焊接前先进行两端定位焊,最大间隙、错边量可达0.2mm。 对产品进行X射线检测,未发现超标缺陷,满足设计要求的QJ1666A-2011 Ⅱ级焊缝质量标准要求,采用三坐标测量仪对焊后直线度、圆度进行测量,达到设计指标,无需焊后矫形。

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