研究激光冲击喷丸后处理对激光冲击焊接的影响(1)(GH600锻件熔点切割加工性能)
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研究激光冲击喷丸后处理对激光冲击焊接的影响(1)
使用三种不同的金属材料组合,激光冲击焊接箔单次和双次激光喷丸。随后的搭接剪切试验表明,单次激光喷丸可以将平均焊接强度提高12%至25%,这取决于飞片和目标材料的组合。
相比之下,双喷丸激光喷丸的平均焊接强度丸激光喷丸的平均焊接强度都会降低。扫描电子显微镜图像显示,单次激光喷丸处理的波纹焊接界面与箔之间的联锁度比原来的平焊接界面几何结构增加。
因此,飞片/目标焊接强度增加。然而,在双喷丸激光喷丸处理中,由于箔的反弹和过度塑性散热,沿焊缝界面观察分离和熔化。研究结果表明,激光冲击喷丸作为一种焊后处理方法,超越了传统的基于熔合的焊接方法。
摘要,Sadeh等他人(2019)通过目标箔和背部支撑发现了回弹问题的解决方案。此外,还讨论了双面胶带尺寸相对于激光斑直径的重要性,发现略大于激光斑的胶带在促进高速飞片发射的同时充电,Wang等人(2020)成功焊接波纹靶Ni他们发现了。
当标称冲击角为7.5度时,焊接区域在冲击区域的30%处达到更大值,小于7度或大于9度的冲击角不粘合.1μs飞片的更大速度约为400m/s,在距发射约3mm的位移处。
飞片严重变形,图1 LIW来源:流程示意图:Investigation into the,Materials & Design,doi.org/10.1016/j.matdes.,在LSP中。
等离子体冲击波由激光束产生,等离子体冲击波反射到构件表面,产生压应力(CRS),CRS材料深深穿透,Wang等人(2014)观察。
在Al/Al和Al/Cu焊缝界面的显微硬度大于其它箔区,Gu等人(2014)斜向LIW中实现的Ti/Al,没有金属间化合物形成,Wang等待(2015)因回弹而未结合中心区。
根据冲击角度和激光能量,观察具有不同波幅和频率的平面和波浪界面.2.在激光冲击喷丸的背景下,激光照射保护层会导致其在透明覆盖层中瞬间蒸发和等离子体膨胀,吸收激光能量。
并短时间达到极高压力,高压等离子体冲击飞箔,以极高的速度发射到目标,如果参数适用于成功连接,则冲击焊接通过金属箔机械链(有时边界复杂,LSP表面处理技术是在20世纪60年代开发的(W,Anderholm1968年进一步发展)。
能在金属部件中产生近表面CRS从而显著提高其疲劳强度和寿命,Chen等人(2014)将LSP当板条组织转化为等轴组织时,位错密度和晶粒细化显著增加。
由于LSP应变率通过孪生而非滑移发生的,Sano等人(2014)将NC LSP应用于FSW,发现LSP焊接前增强焊接样品的疲劳强度恢复到基础以上LIW激光束撞击飞片箔,加速飞片箔朝向目标箔。
因此,箔在碰撞过程中进行机械焊接(如果成功,则取决于工艺参数),从而避免了熔融焊接方法中的不利热影响(如金属熔化,从而提高了焊缝的完整性和强度,LIW工艺表明,焊接界面的几何形状直接影响焊接强度。
由于激光诱导的冲击波,从平面到波,观察到各种界面形状,具有不同的波频和振幅。
由于激光诱导的冲击波,从平面到波,观察到各种界面形状,具有不同的波频和振幅。
LIW箔在工艺中的连接是机械的,接触面积和焊缝缠结(因此焊缝强度)与波频和振幅相反,焊缝界面越平坦,焊缝强度越低。
由于LIW过程中的高应变率取决于激光参数和箔材的材料特性。在塑性散热过多的情况下,沿焊缝界面熔化开裂会降低焊缝的完整性和强度。LSP一些研究人员报告了该工艺作为焊后处理的优点LSP然而,各种涉及相似和异种金属的金属。
迄今为止,LSP事实上,它只适用于基于熔合的焊接技术,对高速冲击焊接(HVIW)本研究的目的是**研究该方法的影响LSP对异种金属箔进行后处理LI,因为这项工作是一个新的激光表面工程研究领域,它结合了它LIW和LSP。
因此,首先介绍了他们各自的技术,然后总结和讨论了他们实现的相关文献,1.2.1.江苏激光联盟导读焊后处理应用:超声波检测(S典型的扫描示意图。
它显示了在130 MPa压力下测试的裂纹样品是典型的,大约4×在105的压力下停止,Chandrasekar等人(2018)将LSP应,发现LSP降低焊缝韧性,改变失效位置,从焊缝上的金属间化合物到远离弱母材(AISI
。
Liu等人(2018)检查LSP对FSW AA ,并观察到LSP通过诱导晶粒细化、沉淀和高密度位错,简要介绍LSP并讨论其作为后处理(常规熔焊)的应用,Sun等人(2016)表示。
对2mm厚的LBW AA6061-T双面施加样品,提高焊缝的抗拉强度和显微硬度,Lu等人(2017)研究LSP由于位错运动和机械孪晶,晶粒细化分别发生在近表面和基底金属区域,Chen和Cao(2018)研究了LSP对GTAW,7533年研究了熔融锂铅K3000和5000小时,LSP双晶、位错等微缺陷导致晶粒尺寸减小26。
近年来,由于形成了更合适的钝化层条件,LSP诱导近表面CRS该领域的能力已被探索为焊后处理。因此,这些应用的文献将按时间顺序总结。1.介绍。
近年来,由于形成了更合适的钝化层条件,LSP诱导近表面CRS该领域的能力已被探索为焊后处理。因此,这些应用的文献将按时间顺序总结。1.介绍。
1.1.1,实验性LIW实现,参考文献:X,Pan,X,Wang,Z。
Tian,W,He,X,Shi,P。
Chen,L,Zhou,J,AlloysComp.,850 (2021),p。
156672,10.1016/j.jallcom.2020.15,变形箔和von Mises strss(Pa)等高,(b)近距离观察回弹,Wang等人(2020)研究镍/不锈钢LIW中的。
同年,界面在焊接方向(向外径向)由无粘结转变为平焊和波浪,成功将铝飞片焊接到铁基纳米晶合金上,表示0.1 mm和0.2 mm间隔间隙平坦,0.3 mm间隔引入分散熔化,搭接剪切试验结果表明,随着飞片厚度的增加,焊缝强度增加。
Lu等人(2020)实现了Cu/Ta随着脉冲能量和隔离间隙的增加,隔离间隙的增加,塑性变形增加,存在中心反弹,沿焊缝界面无金属间相,纳米压痕硬度随焊缝界面距离降低。
2021年,他们也得到了不同的东西Ti/Cu-Zn使用1时焊缝.42 J激光能量时,观察到焊接界面分离和飞片撕裂同时发生的混合失效模式。
至今已成功使用LIW焊接飞片/靶向示例包括连接几对类似和不同的金属箔Al/Al、Al/Cu、A,其中Al、Cu、Fe、Mo、Ni、Ta和Ti代表铝,其中Cu-Zn、Fe-MG、Fe-NC和SS分别是。
如图2所示,在LSP在这个过程中,聚焦的高能短脉冲激光束照射金属样品的表面,通常覆盖一层薄薄的油漆、胶带或铝箔,以防止熔化。
辐照后,不透明烧蚀层达到极高温度(超过1万°C),通过添加透明覆盖层(通常是一层流水),等离子体瞬间蒸发并产生等离子体,等离子体受到限制。它继续吸收激光束的能量,其压力值显著增加。
高压等离子体产生冲击波,冲击波穿透表面并在金属目标内传播。激光广泛应用于金属和合金的加工和制造,包括但不限于切割、蚀刻、雕刻、焊接和添加剂制造,特别是Nd:YAG在Q开关模式下使用激光器时,通过使用激光光学,会产生持续时间短的高能脉冲。
激光束可以聚焦在一个小区域,产生高功率密度的脉冲。用高聚焦激光束直接烧蚀不透明材料,会导致照射区瞬间蒸发,从而产生高压等离子体。
这将放大等离子体压力,产生冲击波,穿透激光烧蚀区,利用激光产生冲击(shock)是激光冲击焊接(L,来源:冲击焊缝图像:doi.org/10.1016/j.matd,图2 LSP工艺示意图。
在这项工作中,**研究了激光冲击喷丸(或简单的激光喷丸)作为**部分,(左)SLM模型中任何节点的热历史示例为每个节点提取热历史,并相应跟踪MP和HAZ适用于铝1100和不锈钢304箔的尺寸和运动。
(右)SLM SS 304箔的微观结构预测不均匀,使用相同的材料和SLM工艺参数,来源:doi.org/10.1016/j.matd,考虑到上述由复杂物理现象控制的因素LIW成功实施和理解结果范围LIW过程具有挑战性,需要进一步研究。
有鉴于此,以下将按时间顺序总结已发表的关于LIW实验实现的研究,Wang等待(2017)将结晶铜成功焊接到铁基非晶,表明脉冲能为0.8 J的LIW2019年,非晶结构得2019年获得了铝/不锈钢和不锈钢/铝飞片/目标配置。
此外,铝/不锈钢和不锈钢/铝焊接界面中的波形分别发生在焊缝方向(向外径向)增加的界面波长和振幅,Liu等人(2019)证明,三层焊接可以通过在铜箔(飞片和靶材)之间添加铝夹层来实现。此外,在1.8J脉冲能量下。
沿焊缝界面分散熔化,金属间相形成,Wang等人(2015)在铝/钛中开发了具有工业应用潜力的产品LIW试验中的各种成分后,聚碳酸酯被用作等离子体限制介质,黑色涂层被用作烧蚀层,双面胶带被用来附着和适当释放飞片,并在2016年取得了更佳效果。
他们(通过PDV)表明,在LIW在中间,飞片的速度达到1000米/秒。剥离试验结果表明,虽然焊缝比铝箔更牢固,但随着激光斑直径的增加,剥离力也会增加。
焊缝区域通过接触电阻测量估计,Wang等人(2019)实现涉及Cu/Mo激光能量的增加导致中心反弹和波纹界面的增加,沿界面几乎没有扩散(激光能量高达1.55 J,同年,他们也得到了Al/Cu-Zn不同的焊缝,1.2 J以上激光能导致界面分散熔化。
焊接强度达到母材62%,使用PDV和高速相机,Wang和Wang(2019)可描述飞机发射的观点 察到,在更初的260 μm内。
{n}{n}飞片的更大速度达到了80%以上,研究还表明,更初在焊缝中心形成了粘结,但随后由于回弹而分离,限制介质对飞片速度几乎没有影响。
原文链接:优钢网 » 研究激光冲击喷丸后处理对激光冲击焊接的影响(1)(GH600锻件熔点切割加工性能)
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