正交实验方法在激光焊接中的应用
激光焊接技术应用3篇
激光焊接技术应用第一篇:激光焊接技术的基本原理及应用激光焊接技术是一种高效、高精度的焊接方法,被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗、机械等行业。
它主要利用激光束的高能量密度和狭窄聚焦的特性,将金属材料熔化并凝固成为一体。
下面将详细介绍激光焊接技术的基本原理及应用。
一、激光焊接技术的基本原理激光焊接技术是通过高能量密度的激光束对金属材料进行加热,使其熔化和凝固,实现金属之间的连接。
在激光焊接过程中,激光束被聚焦到比光束直径更小的区域内,形成数十万至数百万度的高温点。
这样的高温点可以迅速将金属熔化融合,并形成稳定的焊接连接。
激光焊接技术具有以下几个基本特点:1. 较高的功率密度:利用激光束的高能量密度加热金属材料,可以迅速进行熔化和凝固,实现高效、快速的焊接。
2. 狭窄的焊接区域:激光束可被聚焦到小于0.2mm的区域内,能够实现高精度、高质量的焊接。
3. 快速焊接速度:激光焊接可达到每秒10米的快速焊接速度,能够快速完成大批量的生产任务。
二、激光焊接技术的应用激光焊接技术被广泛应用于各种各样的工业领域。
下面是具体的应用举例:1. 航空航天领域:激光焊接技术能够实现高强度、高质量的金属结构焊接,因此在航空航天领域被广泛应用。
它可以用于制造飞机引擎部件、机身连接结构等。
2. 汽车行业:激光焊接技术可以用于汽车制造中的零部件制造和组装。
它可以用于车身、引擎、制动系统等组件的焊接,保证汽车安全性和性能。
3. 电子行业:激光焊接技术可以制造电子产品中的电池、触摸屏、芯片等关键部件。
它可以实现高精度的焊接,提高了产品的质量和可靠性。
4. 医疗行业:激光焊接技术可以用于医用器械的制造中。
例如,可以使用激光焊接技术制造人工关节、牙齿种植体等。
5. 其他行业:激光焊接技术还可以用于钢结构、家用电器、建筑材料等领域。
例如,它可以用于建筑钢结构的连接和家用电器中的焊接。
总之,激光焊接技术的应用领域非常广泛,优势明显,随着技术的不断发展,激光焊接技术将在各行各业的应用中得到更加广泛的推广和使用。
激光焊接解决方案
激光焊接解决方案激光焊接是一种高精度的焊接技术,通过利用激光束对工件进行加热,使工件表面融化并形成焊缝,从而实现材料的连接。
激光焊接具有焊缝窄、热影响区小、焊接速度快等优点,在工业生产中得到广泛应用。
本文将详细介绍激光焊接解决方案的技术原理、应用领域、设备要求以及优缺点等方面的内容。
一、技术原理激光焊接技术基于激光的热效应,利用聚焦后的激光束对工件进行加热。
激光束在焊接区域产生高能量密度,使工件表面迅速融化,并在激光束住手作用后迅速凝固,形成焊缝。
激光焊接可分为传导性焊接和深熔焊接两种方式。
1. 传导性焊接:激光束能量主要用于加热工件表面,通过传导传递热量,使材料熔化并形成焊缝。
这种焊接方式适合于薄板材料和小型零件的连接。
2. 深熔焊接:激光束能量直接作用于工件,使工件表面迅速融化并形成深度焊缝。
这种焊接方式适合于较厚的材料和大型零件的连接。
二、应用领域激光焊接技术在许多领域有着广泛的应用,包括汽车创造、航空航天、电子设备、医疗器械等。
以下是几个典型的应用案例:1. 汽车创造:激光焊接可用于汽车车身焊接、发动机组件焊接以及零部件的连接。
它能够提供高强度、高质量的焊接,提高汽车的安全性和耐久性。
2. 航空航天:激光焊接在航空航天领域中广泛应用于飞机结构件的连接,如翼尖、舵面和机身焊接。
它能够提供轻量化的连接方式,并且具有高强度和高可靠性。
3. 电子设备:激光焊接可用于电子设备的封装和连接,如电池焊接、电路板焊接和器件封装。
它能够实现弱小焊点的连接,提高电子设备的性能和可靠性。
4. 医疗器械:激光焊接在医疗器械创造中起着重要作用,如激光焊接可用于人工关节的创造、牙科种植体的连接等。
它能够实现精细焊接,减少手术创伤并提高患者的治疗效果。
三、设备要求实施激光焊接解决方案需要一定的设备和技术支持。
以下是一些常见的设备要求:1. 激光焊接机:激光焊接机是实施激光焊接的核心设备,它包括激光源、光束传输系统、焊接头和控制系统等组成部份。
激光焊接中的过程监控和质量保证方法
激光焊接中的过程监控和质量保证方法摘要:激光焊接作为一种高效、高精度的金属焊接技术,在现代制造领域得到广泛应用。
本文介绍了激光焊接项目前期的过程监控和质量保证方法,包括工艺参数的优化、显微镜观察横截面切片和拉力计测试焊接强度。
通过优化工艺参数,可以实现焊缝的形貌优化;通过显微镜观察,可以检测焊缝内部结构并评估质量;通过拉力计测试,可以评估焊接连接的机械性能。
这些方法有助于提高激光焊接的质量和可靠性,推动现代制造业的发展。
关键字:激光焊接、过程监控、质量保证、工艺参数一、引言激光焊接作为现代金属加工领域的一项先进技术,以其高效、高精度、非接触等特点,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备制造以及其他制造业领域。
激光焊接的应用不仅提高了产品质量,还大幅提升了生产效率。
要确保激光焊接的质量达到要求,需要在项目前期实施严格的过程监控和质量保证措施。
过程监控和质量保证是金属焊接领域的核心要素,对于激光焊接尤为关键。
激光焊接的高能量密度和快速加热冷却过程使焊缝质量的控制更加复杂,需要采用一系列精密的方法和技术来确保焊接质量的稳定性和一致性。
二、工艺参数的优化工艺参数的优化是确保激光焊接质量的关键步骤之一。
通过精确控制激光功率、焦距、扫描速度和激光束直径等参数,可以实现焊缝的质量提升和生产效率的提高。
以下是工艺参数的优化方法:1.激光功率控制:激光功率是激光焊接中最重要的参数之一,直接影响焊接速度和焊缝质量。
通常,提高激光功率可以增加焊接速度,但需要谨慎,以防止过多的热输入。
通过实验和数值模拟,可以确定适当的功率范围,以实现最佳的焊缝质量。
2.焦距调整:焦距是激光焊接头的激光束聚焦点到工件表面的距离。
焦距的选择会影响焊缝的深度和宽度。
较短的焦距通常产生较深的焊缝,而较长的焦距则产生较宽的焊缝。
焦距的调整可以根据需要来控制焊缝的形貌。
3.扫描速度调节:扫描速度是激光束在工件上移动的速度。
增加扫描速度可以降低焊接时间,但可能降低焊缝的深度。
超薄不锈钢微激光焊接工艺优化研究
超薄不锈钢微激光焊接工艺优化研究以超薄不锈钢(SUS304)为研究对象,本文通过激光焊接工艺的优化,以解决SUS304板材的焊接缺陷和焊接强度低的问题,提高焊接质量。
为了优化超薄不锈钢激光焊接工艺,本文采用实验设计和正交设计的方法,确定不锈钢激光焊接工艺参数和焊接条件。
实验设计和正交设计将焊接参数分为3组,分别为焊接速度、层数和焊接强度。
实验采用四个变量,分别为焊接速度、层数、焊接强度和花孔形状,通过实验确定最优的工艺参数组合。
由实验结果可知,所优化的焊接参数为焊接速度为
1m/min,层数为4层,焊接强度为77.1MPa,花孔为1mm,此工艺的质量比传统工艺要高出14.06%。
焊接试验结果表明,优化后的SUS304超薄板焊接工艺可以满足焊接质量的要求,具有良好的焊接质量,包括花孔形状尺寸均匀,焊缝形状匀称,宽度较低,表面光洁无异物,焊缝外观无焊丝、焊裂和熔桥,焊接形貌无挤出、脉动等问题,实验结果证明,优化后的工艺参数对薄板的焊接强度有较大提高,满足需求。
综上所述,本文以超薄不锈钢为研究对象,以实验设计和正交设计的方法确定最佳焊接工艺参数,将焊接参数分为3组。
激光焊接实验报告
激光焊接实验报告一、实验目的1.学习激光焊接的原理和技术;2.了解激光焊接的应用领域;3.掌握激光焊接的操作步骤和注意事项;4.分析激光焊接的优缺点。
二、实验原理激光焊接是利用激光的热效应将金属材料熔化并连接起来的一种焊接技术。
激光光束通过聚焦透镜进行局部加热,使金属材料熔化形成熔池,然后通过加入适量的填充材料使两个金属件连接在一起。
激光焊接具有能量高,加热速率快,熔化区域小,焊缝精细等特点,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
三、实验步骤1.将需要焊接的金属件放在焊接平台上,并在合适的位置放置填充材料;2.打开激光设备,并设置合适的激光功率和聚焦点大小;3.利用激光光束进行焊接,保持一定速度和均匀性;4.焊接完成后,观察焊接效果,并进行检测。
四、实验注意事项1.在进行激光焊接实验时,要注意佩戴防护眼镜,以避免对眼睛造成伤害;2.激光设备应由专业人员操作,并严格遵守操作规范;3.实验过程中,应注意激光光束的安全使用,避免对自己和他人造成伤害;4.实验结束后,及时关闭激光设备,注意火源和易燃材料的安全。
五、实验结果与分析经过实验,我们成功完成了激光焊接实验,并观察到了良好的焊接效果。
激光焊接能够快速、准确地将金属材料连接在一起,焊缝精细,焊接强度高。
与传统焊接方法相比,激光焊接具有以下优点:1.激光焊接速度快,可以大幅节省生产时间;2.激光焊接的热影响区域小,减少了对其他部分材料的损伤;3.激光焊接的焊缝强度高,焊接接头质量好;4.激光焊接可以对难焊材料进行焊接,如铝合金等。
然而,激光焊接也存在着一些缺点,如设备成本高、技术要求高、对环境要求严格等。
因此,在具体应用时需要综合考虑各种因素来选择合适的焊接方法。
六、实验总结通过本次激光焊接实验,我们深入了解了激光焊接的原理和技术,并掌握了激光焊接的操作步骤和注意事项。
激光焊接作为现代焊接技术的一种重要方法,在工业制造中得到广泛应用。
纯镍Ni200等离子焊接工艺参数正交试验优化设计
保 护气 体 选用 9 9 . 9 9 %纯氩 气 ; 焊前 对试 板 待 焊 区进 行
机械打磨去除表 面氧化层 , 再用丙 酮擦 拭 , 去除油 污、 杂质 。试 验使用 一 套 以 P L C作 为控 制核 心 的 自制 小 型 化 等离 子 弧 焊设 备 进 行 焊 接 试 验 J , 采 用 正 交 优 化设
焊接 中厚镍板是一种 理想 的焊接方法 。
关键词 : 纯镍 Ni 2 0 0 等离子焊接 中图分 类号 : T G1 4 6 . 1
正交试验
拉伸试验
0 前
言
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 试验 方 法
纯镍 N i 2 0 0 具 有优 良的耐蚀性、 较 高 的电真空性 能、 电磁控 制性 能 , 广泛 应 用 于化 工 、 机 械 电子 、 食 品等 方 面 J 。等离 子弧具 有 能量集 中 、 射 流速 度 大 、 电弧 力 强的特性 , 因而穿孔等离子弧焊接与激光焊 、 电子束焊 接 同被归 人 到 高 能 密 度 焊 J 。 目前 , 等 离 子 焊 接 可 以 焊接碳钢 、 不锈钢 、 耐热 钢、 镍及镍合金 、 钛及钛合金 、 铝及铝合金 、 镁及镁合金 、 铸青铜 、 铝青 铜等 J 。采 用 自行研究的等离子弧焊接设备对厚度为 6 m m的 N i 2 0 0
图 3 指标 一因素趋势图
个水平所对应的数值中, 第1 个水平对应 的数值最大 , 因此对因素 C而言 , 第1 个水平是最好的, 即c 。 3 . 1 . 2 因子 影响 指标 的主 次顺 序
如果 只考 虑 焊 接 接 头 抗 拉 强 度 这 一 主要 指 标 , 主 要 的 3个影 响 因素焊 接 电 流 、 离子 气 体 流 量 、 焊 接 速 度 的极差 值 分 别 为 R = 5 8 . 0 0, R 2 = 5 1 . 6 7 , R = 3 3 . 6 7 。 说 明 3个影 响 因 素对 接 头 抗 拉 强 度 的影 响 是 不 同 的 , 极 差值 尺大说 明 了该 因素对 指标 的影 响较 大 J 。该试
论激光焊接技术的应用
论激光焊接技术的应用论激光焊接技术的应用摘要:在世界各国的制造业中,激光应用一直都是热点和重点。
由于它能满足当前工业要求的节能无污染、高效率、智能化等要求,所以激光在工业制造的很多领域都有广泛的应用和发展。
而其中激光焊接技术又是激光应用中最主要的一项。
本文主要根据激光焊接技术当前应用中存在的一些不足或者自身的缺陷,以及针对激光焊接技术的优势做出大胆的应用前景分析。
激光焊接技术又包括了等离子体控制、激光器的制造以及智能化检测焊接的过程等技术,有效合理地利用好激光焊接技术,可以促进我国工业的进步与发展。
关键词:激光焊接技术;存在的问题;应用与发展引言激光的研究与发展已经有五十年左右的历史了,是通过光源在被辐射过程被动放大化后产生的。
它的使用功率和质量在不断改进中有了很大的提高,激光加工技术因此成了二十一世纪在材料加工方向最有发展前景的应用技术之一。
激光焊接技术是在材料加工方面应用最广泛的一种,运用在很多行业,包括轮船制造业、汽车制造业、建筑业及航天制造业等。
正确的运用激光焊接技术可以带来很多方面的便捷和高效,是工业的一项新型技术,值得广泛推广。
1 当前激光焊接技术还存在的一些问题1.1 焊接过程存在气孔焊接过程为什么会有气孔的伴随出现一直还是个谜,人们一般的猜测是,激光在焊接冷却中由于氢的溶解性突然变差所以产生了氢气孔或者是激光束会引发熔解池金属变化匙孔发生变动[1],熔池内的金属发生紊流从而产生了气孔。
科学的解释一般有两种,一种是在高温条件下氢大量融入导致了焊接微型气孔的生成,另一种则是认为气孔不规则的生成是由于其中镁元素的蒸发燃烧损耗导致的。
1.2 焊接过程容易不稳定激光在深熔的焊接过程中往往会伴随匙孔效应的发生,由于匙孔主要是由等离子体和金属蒸汽组成的,这些气体会对激光有较强的.吸收辐射作用,所以导致了在焊接过程中出现了不稳定。
只要激光辐射照明度低于一定的标准,就会发生深熔焊和热传导焊不停发生变幻,形成了焊接的不稳定。
激光焊接实验报告
激光焊接实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对激光焊接技术的研究和实践,探究其在金属材料焊接中的应用效果,以及对焊接接头的性能和质量的影响。
二、实验原理。
激光焊接是利用高能密度的激光束对焊接材料进行加热,使其瞬间熔化并在熔池中形成一定的凝固结构,从而实现焊接的工艺。
其主要特点包括焊接速度快、热影响小、焊缝狭窄、热变形小等优点。
三、实验材料和设备。
1. 实验材料,选取了不同种类和厚度的金属材料作为焊接试件,如不锈钢、铝合金等。
2. 实验设备,激光焊接机、激光功率控制器、焊接工作台、激光测温仪等。
四、实验步骤。
1. 准备工作,清洁焊接试件表面,调整激光功率和焦距。
2. 焊接实验,根据实验要求,进行不同材料和厚度的焊接试验,记录焊接参数和焊接过程中的温度变化。
3. 焊接接头分析,对焊接接头进行断面观察、金相分析、力学性能测试等,评估焊接接头的质量和性能。
五、实验结果与分析。
通过对不同材料和厚度的焊接试验,得出了如下结论:1. 激光焊接对不同金属材料有着不同的适用性,需要根据具体材料选择合适的焊接参数和工艺;2. 激光焊接接头的断面呈现出细密的晶粒结构,焊缝形态良好,具有较高的强度和韧性;3. 随着焊接速度的增加,焊接接头的热影响区减小,但焊缝形态和质量也会受到一定影响。
六、实验结论。
本实验通过对激光焊接技术的研究和实践,得出了以下结论:1. 激光焊接技术在金属材料焊接中具有较高的适用性和优越的焊接效果;2. 合理调整焊接参数和工艺,可以获得高质量的焊接接头;3. 激光焊接技术对金属材料的选择、表面处理等有一定要求,需要结合具体情况进行优化。
七、实验改进和展望。
在今后的研究中,可以进一步探索激光焊接技术在不同材料、不同厚度的焊接中的应用,优化焊接工艺,提高焊接接头的性能和质量。
同时,也可以结合其他焊接技术,进行多种技术的组合应用,以满足不同工程领域对焊接接头的需求。
八、参考文献。
1. 李明,激光焊接技术及应用,机械工业出版社,2018。
激光焊接实验报告
激光焊接实验报告激光焊接实验报告激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,近年来在工业生产中得到广泛应用。
本次实验旨在探究激光焊接的原理、工艺参数对焊接质量的影响以及激光焊接在不同材料上的应用情况。
一、激光焊接原理激光焊接是利用激光束高能量密度的特性,使焊接材料局部加热至熔点以上,并通过熔融池的形成和凝固来实现焊接的过程。
激光束的高能量密度使得焊接过程能够在极短的时间内完成,从而减少了热对焊接材料的影响区域,避免了热变形和材料的退火等问题。
二、激光焊接工艺参数对焊接质量的影响在实验中,我们通过调整激光功率、焊接速度和焊接距离等工艺参数,探究它们对焊接质量的影响。
1. 激光功率:激光功率的大小直接影响焊接材料的加热速度和熔融深度。
当激光功率过低时,焊接材料无法达到熔点,焊接效果差;当激光功率过高时,会导致焊接材料过度熔化,产生焊缝过宽或焊接变形等问题。
因此,选择合适的激光功率对于获得良好的焊接质量至关重要。
2. 焊接速度:焊接速度决定了激光束在焊接材料上停留的时间,直接影响焊接区域的加热时间和冷却速度。
当焊接速度过快时,焊接材料的加热时间不足,焊接质量较差;当焊接速度过慢时,焊接区域的热量传导时间过长,可能引起焊接材料的过热和变形。
因此,选择适当的焊接速度能够提高焊接质量。
3. 焊接距离:焊接距离是指激光束与焊接材料的距离,它决定了激光束的焦点位置和焊接区域的大小。
当焊接距离过大时,激光束的能量密度降低,焊接质量下降;当焊接距离过小时,激光束的能量密度过高,可能导致焊接材料熔化过度。
因此,选择合适的焊接距离对于获得理想的焊接效果十分重要。
三、激光焊接在不同材料上的应用情况激光焊接技术在不同材料上都有广泛的应用,如金属、塑料、陶瓷等。
1. 金属焊接:激光焊接在金属焊接领域具有独特的优势。
由于激光束的高能量密度和聚焦性,可以实现对金属材料的高精度焊接,焊接接头的强度和密封性都较高。
激光焊接还可以用于焊接不同种类的金属材料,如不锈钢、铝合金等。
自动化激光焊接的质量控制
自动化激光焊接的质量控制在现代制造业中,自动化激光焊接凭借其高精度、高速度、高质量等显著优势,已成为众多领域中不可或缺的关键工艺。
然而,要确保自动化激光焊接的质量稳定可靠,严格的质量控制措施必不可少。
自动化激光焊接的质量受到多种因素的影响。
首先是激光的参数,包括激光功率、脉冲宽度、频率等。
激光功率直接决定了焊接的能量输入,功率过高可能导致焊缝过度熔化、热影响区过大,功率过低则可能导致焊接不牢固。
脉冲宽度和频率则会影响焊接的热输入分布和焊缝的微观结构。
焊接材料的特性也是重要因素之一。
不同的材料具有不同的热导率、熔点和热膨胀系数。
例如,对于热导率高的材料,需要更高的激光功率和更短的脉冲宽度来实现有效焊接。
焊接接头的设计同样不容忽视。
合理的接头形式和尺寸能够减少焊接缺陷的产生,提高焊接强度。
此外,焊接过程中的保护气体种类和流量也会对焊接质量产生影响。
为了有效地控制自动化激光焊接的质量,需要采用一系列先进的检测技术。
视觉检测系统是常用的方法之一。
通过高分辨率的相机和图像处理算法,可以实时监测焊缝的形状、尺寸和表面质量。
对于焊缝内部的缺陷,如气孔、裂纹等,可以采用无损检测技术,如超声波检测和 X 射线检测。
在焊接过程中,实时监测和反馈控制至关重要。
通过传感器采集激光功率、焊接速度、温度等参数,并与预设的工艺参数进行对比。
一旦发现偏差,及时调整焊接参数,以确保焊接质量的稳定性。
工艺参数的优化是质量控制的核心环节之一。
这通常需要通过大量的实验和数据分析来实现。
可以采用正交试验设计等方法,研究不同工艺参数组合对焊接质量的影响,从而确定最优的工艺参数范围。
此外,设备的维护和校准也是保证焊接质量的重要措施。
定期对激光发生器、光学系统、运动控制系统等进行维护和校准,确保设备的性能稳定可靠。
操作人员的技能和素质也对焊接质量有着重要影响。
他们需要熟悉焊接设备的操作、工艺参数的调整以及质量检测方法。
定期的培训和技能考核能够提高操作人员的水平,减少人为因素对焊接质量的影响。
不锈钢激光焊接工艺参数
不锈钢激光焊接工艺参数一、引言随着现代制造业的发展,不锈钢激光焊接技术得到了广泛的应用。
作为一种高效、环保的焊接方法,激光焊接技术具有很多优点,如焊接速度快、熔接区域小、焊缝质量高、不易变形等。
本文将对不锈钢激光焊接工艺参数进行详细探讨,以期为相关领域提供参考。
二、不锈钢激光焊接工艺概述1.激光焊接原理激光焊接是利用高能密度的激光束加热工件,使其熔化并结合在一起的一种焊接方法。
在不锈钢激光焊接过程中,激光束聚焦在工件表面,产生局部高温,使不锈钢熔化并与之相结合。
2.不锈钢激光焊接特点不锈钢激光焊接具有以下特点:(1)焊接速度快,生产效率高;(2)焊缝质量高,成型美观;(3)熔接区域小,焊疤少,有利于后续加工;(4)不易变形,适用于精密零件的焊接。
三、不锈钢激光焊接工艺参数1.激光功率激光功率是影响焊接质量的关键因素。
一般来说,激光功率越大,熔池体积越大,焊接速度也要相应提高。
否则,容易产生焊缝过宽、焊疤等问题。
2.焊接速度焊接速度是指焊接过程中激光束移动的速度。
焊接速度过快,可能导致熔池冷却过快,焊缝质量下降;焊接速度过慢,则会导致熔池过大,焊疤增多。
因此,合理调整焊接速度是获得优质焊缝的关键。
3.激光束直径激光束直径影响焊接过程中的能量密度分布。
激光束直径越小,能量密度越高,焊接速度相应提高。
反之,激光束直径越大,能量密度降低,焊接速度降低。
4.焊接角度焊接角度是指激光束与工件表面的夹角。
适当调整焊接角度,可以改善焊接过程中的能量分布,提高焊缝质量。
5.保护气保护气在焊接过程中起到保护熔池、防止氧化和焊缝成型作用。
常用的保护气有氩气、氦气、二氧化碳等。
合理选择保护气种类和流量,有利于获得优质焊缝。
四、不锈钢激光焊接工艺参数优化方法1.实验设计通过正交试验设计方法,选取影响焊接质量的关键因素进行多因素实验。
根据实验结果,分析各因素对焊接质量的影响程度,为优化参数提供依据。
2.响应面法响应面法是一种基于实验数据的统计分析方法。
激光焊接实验报告
激光焊接实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过激光焊接技术,研究不同工艺参数对焊接质量的影响,探讨激光焊接在工业生产中的应用前景。
二、实验原理。
激光焊接是利用高能激光束对工件进行加热,通过熔融和凝固来实现焊接的一种高效精密焊接方法。
激光焊接具有热输入小、热影响区小、焊缝窄、变形小、焊缝质量高等优点,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。
三、实验材料和设备。
实验材料,不同厚度和材质的金属工件。
实验设备,激光焊接机、激光功率计、光斑质量分析仪、焊接参数监测仪等。
四、实验步骤。
1. 准备工作,选择不同材质和厚度的金属工件,清洁表面并进行预热处理。
2. 设置焊接参数,根据实验要求,确定激光功率、焦距、焊缝形状、焊接速度等参数。
3. 进行焊接实验,根据设定的参数,进行激光焊接实验,并实时监测焊接过程中的温度、焊缝形貌、焊接质量等参数。
4. 分析实验结果,对焊接后的工件进行断口分析、金相组织观察等,评估不同参数下的焊接质量。
五、实验结果与分析。
通过实验,我们发现激光功率对焊接质量有着显著影响,过高或过低的激光功率都会导致焊接质量下降;焦距的选择也对焊接质量有一定影响,合适的焦距可以得到更好的焊接效果;此外,焊接速度、激光束形状等参数也会影响焊接质量。
通过对实验结果的分析,我们可以得出不同工艺参数下的最佳焊接条件,为激光焊接工艺的优化提供了重要依据。
六、实验结论。
激光焊接是一种高效、精密的焊接方法,通过合理选择焊接参数,可以获得高质量的焊接接头。
在实际应用中,需要根据具体工件材料、厚度等情况,合理调整焊接参数,以获得最佳的焊接效果。
激光焊接技术具有广阔的应用前景,将在未来的制造业中发挥重要作用。
七、参考文献。
[1] 张三, 李四. 激光焊接技术及应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2010.[2] 王五, 赵六. 激光焊接参数对焊接质量的影响[J]. 焊接, 2015, 28(3): 45-50.以上为本次激光焊接实验的报告内容,希望能对相关领域的研究和实践有所帮助。
基于正交试验法的20g钢激光深熔焊工艺参数优化研究
调焦轴 ) 控制 , 主要 技 术 指标 如 表 2所示 。通 过 数 控 系 统 的程 序 控 制 可 以 加 工 各 种 复 杂 的平 面 图形 和 其
管子
收 稿 日期 :0 11—3 2 1 —11 作 者 简 介 - 强 ( 97 ) 男 , 林 长 春 人 , 士研 究 生 , 要 从 事 激 光 焊 接 方 面 的 研 究 。 车 18 一 , 吉 硕 主
作 了极 为 深人 的研究 , 】 他们利 用 特制 的 细焦 X射线 透 射成 像 设 备观 察 到匙 孔末 梢的 不稳 定产 生 气 孔 的 过 程 。 由于激光 深熔 焊接 小 孔 的存 在 , 能 的激光 束通 过 t ̄ , 高 l L 到达 熔池 底 部 , 稳定 的小 孔 的深 度 和 形状 , 不
会 发生 不 断变化 , 孔 的末端 剧烈 地 波动 , 匙 大气 泡 间断 地在 匙孔 底部 形成 , 如果 焊接 熔池 不利 于气 泡 的上 浮 , 被 凝 固金属 壁 阻碍 , 最终 残 留为气 孔 。
本 文从 工程 实 际 出发 , 用正 交 试 验方 法 对 试 验 参 数 进 行 优 化 , 出 2 g钢 焊接 时气 孔 数 少 的 试 验组 运 得 0
第2 2卷
第 2期
长
春
大
学
学
报
Vol2 No 2 _2 .
Fe b. 2 2 01
21 0 2年 2月
J OURN F C AL O HANGC HU UNI RS T N VE I Y
基 于 正 交 试 验 法 的 2 g钢 激 光 深 熔 焊 工 艺参 数 优 化 研 究 0
石岩 ( 92 ) 男 , 17 一 , 辽宁抚顺人 , 教授 , 博士 , 主要从事激光加工方 面的研究 。
激光焊接解决方案
激光焊接解决方案激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,广泛应用于汽车创造、航空航天、电子设备等领域。
本文将介绍激光焊接的原理、应用及其解决方案。
一、激光焊接原理激光焊接利用高能量密度的激光束对焊接材料进行加热,使其局部熔化并形成焊缝。
激光束的能量可通过光纤传输,具有灵便性和高精度。
激光焊接的原理可分为传导模式和深熔模式两种。
1. 传导模式激光焊接:激光束在焊接接头表面形成熔池,通过传导热量使焊缝形成。
2. 深熔模式激光焊接:激光束能量足够高,能够穿透焊接材料并在焊缝下方形成熔池,通过深度熔化实现焊接。
二、激光焊接应用领域激光焊接广泛应用于以下领域:1. 汽车创造:激光焊接可用于汽车车身焊接、零部件焊接等。
其高精度和高效率能够提高焊接质量和生产效率。
2. 航空航天:激光焊接可用于航空航天器件的焊接,如发动机部件、燃气涡轮叶片等。
激光焊接能够实现高强度、高质量的焊接,提高航空航天器件的性能。
3. 电子设备:激光焊接可用于电子设备的焊接,如电池片焊接、电路板焊接等。
激光焊接能够实现弱小焊点和高精度焊接,适合于微电子器件的创造。
三、激光焊接解决方案为了满足不同行业的需求,激光焊接解决方案应根据具体情况进行设计和优化。
以下是一些常见的激光焊接解决方案:1. 激光焊接设备:选择适合焊接材料和焊接方式的激光焊接设备,如激光焊接机器人、激光焊接工作站等。
设备应具备稳定的激光输出和高精度的焊接控制系统。
2. 材料选择:根据焊接要求选择合适的焊接材料,如金属材料、塑料材料等。
材料的选择应考虑其导热性、熔点和焊接性能等因素。
3. 工艺参数优化:根据焊接材料和焊接要求,优化激光焊接的工艺参数,如激光功率、焊接速度、焊接角度等。
通过实验和摹拟分析,确定最佳的工艺参数。
4. 自动化控制:采用自动化控制系统,实现激光焊接的自动化和智能化。
自动化控制系统可实现焊接路径规划、焊接参数调整、焊接质量检测等功能。
5. 质量检测与监控:建立焊接质量检测与监控系统,实时监测焊接质量,并及时调整焊接参数。
工业纯钛TA2板激光焊接工艺
工业纯钛TA2板激光焊接工艺李兴宇;李芳;华学明;王敏【摘要】工业纯钛TA2因其优异的耐腐蚀性广泛应用于海水环境中,在实际生产中,纯钛的焊接多采用TIG焊,但是焊接速度较慢影响生产效率.对0.9 mm的TA2进行激光焊接研究,首先进行四因素五水平的正交工艺实验,4个因素分别为激光功率、焊接速度、离焦量和激光入射角度,发现激光功率和焊接速度对成形的影响最大;然后分别对每一个因素进行单因素分析,发现增大激光功率或减小焊接速度可以抑制咬边,增大正离焦量可以减少背面飞溅,激光前倾入射比后倾入射更容易实现熔透.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)007【总页数】7页(P19-24,35)【关键词】工业纯钛;激光焊接;咬边;飞溅【作者】李兴宇;李芳;华学明;王敏【作者单位】上海交通大学上海市激光制造及材料表面改性重点实验室,上海200240;上海交通大学上海市激光制造及材料表面改性重点实验室,上海200240;先进船舶与深海勘探协同创新中心,上海200240;上海交通大学上海市激光制造及材料表面改性重点实验室,上海200240;先进船舶与深海勘探协同创新中心,上海200240;上海交通大学上海市激光制造及材料表面改性重点实验室,上海200240;先进船舶与深海勘探协同创新中心,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TG456.70 前言由于水资源的稀缺,海水淡化已成为21世纪我国的一项新兴产业。
在海水淡化装置中,换热器、传热管至关重要,这些部件的传统用材不锈钢、镍基合金、铜合金等不能完全满足服役环境耐蚀、力学性能及轻质化要求,而工业纯钛TA2具有优异的耐腐蚀性、良好的塑韧性和较高的比强度,成为海水淡化装置热换器的首选材料[1-2]。
目前在实际生产中,纯钛的焊接多采用TIG焊,但是焊接速度较慢导致生产效率较低,且TIG焊接接头组织粗大,塑性大幅下降。
而激光焊接具有热输入量小、焊接速度快、加工精度高等优点,并且焊接钛时具有相当的柔性,因此有必要进行工业纯钛的激光焊研究。
正交试验设计在点焊参数优化试验中的应用
正交试验设计在点焊参数优化试验中的应用
李张银;方友震;吴贵根
【期刊名称】《科技创新导报》
【年(卷),期】2008(000)030
【摘要】利用正交试验设计方法对点焊参数进行优化,在保证试验结果可靠性的同时,可大大简化点焊焊接参数的优化过程.
【总页数】1页(P100)
【作者】李张银;方友震;吴贵根
【作者单位】奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心,芜湖,241009;奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心,芜湖,241009;奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心,芜
湖,241009
【正文语种】中文
【中图分类】TJ205
【相关文献】
1.正交试验设计在近红外光谱建模参数优化选择中的应用 [J], 邢志娜;王菊香;刘洁;郭恒光
2.正交试验设计在微小型喷射器结构参数研究中的应用 [J], 孙小国;曹家枞
3.正交试验设计在钎焊工艺参数优化中的应用 [J], 安利全;叶紫薇;郑建明
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有关HDFE激光投射焊接工艺分析
图1 激光的功率为75 W时焊接速度对拉
伸强度所产生的影响
图2 焊接速度为l mm/s时激光功率密度
对拉伸强度的影响
当功率密度比较高时,在HDPE焊接样品的表面会有黑色的焊缝出现,造成这种现象的是因为激光功率的密度太大,高出了熔化材料需要的最大能量,导致材料被碳化图3 焊后保压时间在35 s时焊接的宽度受到激光功率大小的影响
从图3中可以看出,当激光功率不断增大时,焊接的宽度呈现出了先增大后减小的趋势,在最后趋于稳定。
出现这种现象的主要原因是一开始当激光功率不断增大时,焊接处受到的热作用区域也随着增大,无疑焊缝。
激光焊接变形解决方案
激光焊接变形解决方案作为一种新型材料,不锈钢凭借其耐腐蚀性和成型性能已广泛应用于航空航天,汽车零部件等领域。
激光焊接在不锈钢中的应用占有非常重要的地位,特别是在汽车工业中。
然而,由于受多种因素的影响,不锈钢板的焊接存在变形和控制难的问题,不利于相关领域的可持续发展。
因此,研究不锈钢板的激光焊接变形具有重要意义。
激光焊接机是一种利用激光能量作为热源熔化连接工件的焊接方法。
在激光焊接过程中,激光照射到焊接材料的表面并与之一起工作。
部分激光被反射,其余部分被吸收,剩余部分被吸收到材料中以完成焊接目标。
简而言之,激光焊接的过程是使用由光学系统聚焦的高功率激光束照射焊接材料的表面。
然后,该材料用于吸收光能以加热焊接接头,然后冷却以形成熔化焊接过程。
通常,激光焊接主要分为导热焊接和深熔焊接。
一,焊接变形的危害及影响焊接变形的主要因素:影响焊接变形的主要因素是焊接电流,脉冲宽度和频率距离。
随着焊接电流的增加,焊缝宽度增大,飞溅逐渐出现,导致焊缝表面出现氧化变形,并伴有粗糙感,脉宽增大使焊接强度增大联合增加。
当脉冲宽度到达一定程度时,材料表面的热传导能量消耗也增加,蒸发使液体溅出熔池,导致焊点截面积变小,影响关节的力量。
焊接频率对不锈钢板焊接变形的影响与不锈钢板的厚度密切相关。
例如,对于0∙5mm不锈钢板,当频率到达2Hz时,焊缝重叠率较高,当频率到达5Hz时,焊缝严重烧伤,热影响区宽,导致变形。
因此,必须加强对焊接变形的有效控制。
二,防止激光焊接变形的有效对策:为了减少激光焊接变形的问题,提高不锈钢板的焊接质量,我们可以从焊接工艺参数的优化入手,具体操作方法如下:01.正交实验介绍正交试验主要是指通过正交分析和多因素排列试验的数学统计方法。
它可以使用较少的实验来获得有效的结果并推断出实施方案。
同时,可以开展深入分析,获得更多相关信息,为具体工作提供依据。
通常选择焊接电流,脉冲宽度和激光频率作为研究对象。
以焊接变形为指标,遵循合理的原则,将系数控制在适当的范围内。
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焊接接头显微组织如图 2 所示。
焊接实验采用广州瑞通激光有限公司 LWS-400 型 Nd: YAG 激光焊接机, 抗拉强度测试采用广州广材实验仪器有 限公司 WD-E 精密型电子式万能实验机, 焊接接头金相组 织采用 4XC 型金相显微镜观察, 硬度测试采 用 HV1000 型 显 微 硬 度 计 , 断 口 分 析 采 用 VK9710 型 3D 激 光 扫 描 显 微 镜。
2 正交实验
正交实验设计就是安排多因素实验、 寻求最优水平组 合的一种高效率实验设计方法。 3 因素 3 水平的正交实验, 3 个因素的选优区可以用一个立方体表示, 如图 1 所示。 把 立 方 体 划 分 成 27 个 格 点 , 反 映 在 图 1 上 就 是 立 方 体 内 的 27 个 “·”。 若 27 个网格 点 都 实 验 , 就 是 全 面 实 验 , 这 在科学实验中是不大可能做到的。
从焊接接头显微组织中可以看到, 接头组织细密, 熔 合效果好, 没有出现气孔、 裂纹等缺陷。 完全焊透的接头 表现了良好的抗拉强度, 6 号试样抗拉强度达到基材的 90%。
4.3 硬度测试
选用载荷 2.94N, 持续加载时间为 20s, 从焊缝中心处 向 外 每 隔 0.1mm 取 一 个 测 试 点 。 6 号 试 样 、 8 号 试 样 测 试 结果如图 3、 4 所示。
表 1 正交实验因素水平表
抗 拉 强 度 的 水 平 因 素 的 主 次 顺 序 为 B>D>C>A, 即 最 主 要 因素是焊接时激光的脉宽。 由实验结果可以得出, 要获得 较 大 抗 拉 强 度 试 样 的 优 水 平 为 A3B3C1D1, 即 选 取 焊 接 参 数 为电流 180A, 脉宽 3ms, 频率 30Hz, 速度 10mm / s。
社, 2006. [2] 陈 天 华 . 数 字 图 像 处 理 [M] . 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社 ,
2007. [3] 阴国富. 基于阈值法的图像分割技术 [J] . 现代电子技术,
2007, 23 (30): 107-108. [4] 陈兵旗, 孙明. Visual C++实用图 像 处 理 专 业 教 程 [M] . 北
Hale Waihona Puke 图 1 3 因素 3 水平实验的均衡分散立体图
从 27 个实验点中挑选出来的 9 个实验点。 即:
(1) A1B1C1
(2) A2B1C2
(3) A3B1C3
(4) A1B2C2
(5) A2B2C3
(6) A3B2C1
(7) A1B3C3
(8) A2B3C1
(9) A3B3C2
上述选择, 保证了 A 因素的每个水平与 B 因素、 C 因
摘要: 为获得优化的激光焊接工艺参数, 采用四因素、 三水平的正交实验方法设计激光焊接实验, 以抗拉强度为标准, 获得焊接
优化水平参数为电流 180A, 脉宽 3ms, 频率 30Hz, 速度 10mm / s。 采用金相显微镜、 显微硬度计、 激光扫描显微镜、 万能 实 验 机
等设备对焊接接头做金相分析、 硬度测试以及拉伸试样断口 分 析 , 焊 接 接 头 硬 度 、 基 材 硬 度 范 围 为 HV0.3230~250, 拉 伸 断 裂 机 制 为韧性断裂, 试样抗拉强度最大达到 714N / mm2。
测 试 结 果 表 明 焊 缝 中 心 硬 度 范 围 为 HV0.3230~250, 与基材大体相当。 拉伸断裂均为韧性断裂, 完全焊透和 熔合较好的焊接接头表现了良好的抗拉强度, 达到 714N / mm2。
参考文献: [1] 陈魁. 实验设计与分析 (第二版) [M] . 北京: 清华大学出
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20092052060010),广 东 省 教 育 部 科 技 部 企 业 特 派 员 行 动 计 划 (编 号 :2009B090600001),广 州 市 科 技 计 划 项 目 (编 号 :200922-D601)
收稿日期: 2010-07-07
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应用技术
机电工程技术 2011 年第 40 卷第 1 期
激光焊接已经广泛应用于各个工业领域, 但是影响激 光焊接质量的参数较多, 对于某种特定材料或者器件焊接 来说, 常常要同时考虑 4 个或 4 个以上的参数因素, 若进 行全面实验, 实验规模很大, 实验较为复杂, 不易实现。 一些学者针对不同材料激光焊接采用正交实验方法有效减 少 了 实 验 次 数 , 快 速 得 到 最 优 参 数 , [2-4] 但 采 用 正 交 实 验 方法对不锈钢薄板激光焊接没有相关报道。
京: 清华大学出版社, 2004.
作 者 简 介 : 朱 飞 虎 , 男 , 1976 年 生 , 江 西 修 水 人 , 硕 士 , 工 程 师。 研究领域: 工业自动化检测系统。 已发表论文 4 篇。
(编辑:向 飞)
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图 4 焊接接头硬度
硬 度 测 试 在 一 定 程 度 上 反 映 了 材 料 的 强 度 , 由 GB / T1172 -1999 来 看 , 维 氏 硬 度 在 230 ~270, 相 当 于 强 度 790~920N / mm2。 硬 度 测 试 结 果 表 明 : 焊 缝 中 心 、 边 缘 与 材 料 基 体 硬 度 相 当 , 变 化 保 持 在 10%的 范 围 内 。 6 号 试 样 接头焊接效果相对最好, 接头硬度基本达到了拉伸强度对 应值, 中心部位有个别区域硬度较大, 分析原因为焊接导 致焊缝中心元素偏析, 某些部位形成较硬的碳化物。
机电工程技术 2011 年第 40 卷第 1 期
应用技术
正交实验方法在激光焊接中的应用 觹
徐鹏嵩 1, 郭 亮 1, 庞振华 2, 李 胜 3, 张庆茂 1
(1.华南师范大学激光加工技术实验室, 广东广州 510006; 2.广州市光机电技术研究院, 广东广州 510631; 3.东莞理工学院机械工程学院, 广东东莞 523808)
3 实验材料及方法
焊 接 材 料 为 304 不 锈 钢 薄 板 , 尺 寸 为 100mm×20mm× 0.8mm。 实 验 确 定 电 流 、 脉 宽 、 频 率 、 扫 描 速 度 为 实 验 的 4 个因素, 实验中采用正离焦量, 保护气为氮气。 根据正 交设计原理, 实验采用 4 因素 3 水平正交表, 如表 1 所 示。
南大学, 2006.
图 5 断口形貌
第一作者简介: 徐鹏嵩, 男, 1986 年生, 河南平顶山人, 硕士研
断口都呈现出细小晶粒的断裂, 判断为韧性断裂, 由 三维扫描图像中可以看出, 未焊透的 2 号试样在焊透部分
究生。 研究领域: 激光先进制造技术。
(编辑:王智圣)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (上接第 40 页)
4 实验结果与分析
4.1 拉伸测试结果
采用正交实验方法, 以抗拉强度为标准, 级差计算结 果如表 2 所示。
表 2 焊接接头抗拉强度极差计算结果表
图 2 金相照片 (200×)
由金相照片可以看到: 基体到焊缝中心, 晶粒依次为 树枝晶、 柱状晶、 等轴晶和杂向晶。 在激光焊接过程中, 由于激光加热的范围较小, 温度梯度较大, 热量主要靠传 导作用向外扩散, 因此焊缝越靠近中心部分冷却速度越 快, 焊缝金属处于一个快速熔化、 冷却、 凝固的过程, 熔 池液态金属的温度梯度和过冷度很大。 焊缝金属由固态加 热至液态后, 高温停留时间短, 限制了奥氏体晶粒的长 大, 使得焊缝晶粒细小。 在焊缝边缘, 过冷度相对较小, 材料成分与基材基本相当, 便于在基材上生长出树枝晶等 较长形状的晶粒。
焊接白车身系统研究 [J] . 应 用 激 光 , 2009 (6): 489-492. [3] 王 琦. 异 厚 度 铝 锂 合 金 板 激 光 拼 焊 工 艺 [J] . 焊 接 技 术 ,
2009 (12): 26-28. [4] 申晓龙. 高强度镀锌钢激光焊接质量的研究 [D] . 长沙: 湖
测试结果显示焊接接头的断裂位置均位于焊缝, 焊接 试样抗拉强度低于基材抗拉强度。 6 号试样抗拉强度最大, 达到基材强度的 90%。 由表 2 中可以看出, 影 响 焊 接 接 头
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图 3 焊接接头硬度
机电工程技术 2011 年第 40 卷第 1 期
应用技术
出现斜面, 完全焊透的 6 号试样断口整体为斜面, 倾斜角 度为 45°。 这表明焊接结合牢固, 焊接接头质量可靠。
关键词: 正交实验; 激光焊接; 不锈钢; 拉伸实验; 断口
中图分类号: TG456.7
文献标识码: A 文章编号: 1009-9492 (2011) 01-0089-03
1 引言
正交实验设计是利用正交表来安排与分析多因素实验 的一种设计方法。 它从实验因素全部水平的组合中, 挑选 出部分有代表性的水平组合进行实验, 通过对实验结果的 分析, 了解全面实验的情况, 找出最优的水平组合。 正交 实验设计就是安排多因素实验、 寻求最优水平组合的一种 高效率实验设计方法 [1]。 正交实验设计的基本特点是 : 用 部分实验来代替全面实验, 通过对部分实验结果的分析, 了解全面实验的情况。
正交设计就是从全面实验点中挑选出有代表性的部分 实验点来进行实验。 图 1 中标有实验号的九个 “(ο)”, 就 是 利 用 正 交 表 L9 (33), 其 中 “L” 代 表 正 交 表 , L 右 下 角 的数字 “9” 表示有 9 行 , 用 这 张 正 交 表 安 排 实 验 包 含 9
个处理 (水平组合); 括号内的底数 “3” 表示因素的水平 数, 括号内 3 的指数 “3” 表示有 3 列, 用这张正交表最 多可以安排 3 个 3 水平因素。