高能密度焊__論文綜述(參考版)
2025-06-08 21:13本頁(yè)面
【正文】 在不久的將來(lái)， 等離子弧 焊接工藝 將在各領(lǐng)域 領(lǐng)域起到至關(guān)重要 的作用。在等離子 MIG 復(fù)合焊中，充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)并得到充分發(fā)揮。而哈爾濱焊接研究所周大中、孫軍等人提出了單電源的等離子 MIG 焊接方法，主要是使用一個(gè)陡降性的焊接電源同時(shí)提供兩個(gè)電弧的焊接方法，研究了該種焊接的電流分配與調(diào)節(jié)特性、電壓與電位關(guān)系等，結(jié)果表明，這種方法簡(jiǎn)單易行，有利于實(shí)際的生產(chǎn)中 [5]。等離子 MIG 復(fù)合焊在 1972 年由荷蘭的 和 提出的，在 1980 年在德國(guó)工廠得到了應(yīng)用。 等離子 MIG 復(fù)合焊接是就將等離子氣體保護(hù)鎢極電弧焊和氣體保護(hù)焊熔化極電弧焊結(jié)合起來(lái)的一種復(fù)合熱源焊接工藝。在 2021 年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的吳林、董紅剛等人針對(duì)固定穿孔等離子弧焊率先建立了等離子弧二維穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)模型，對(duì)熔池的電流密度和溫度分布模擬，并通過(guò) 迭 代法，計(jì)算出焊縫熔深和熔寬，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致 [2]。 穿孔型等離子弧焊接，利用等離子弧熔 透工件，并在等離子流力的作用下，使工件形成小孔，使其熔池圍繞小孔分布。并且國(guó)內(nèi)的焊機(jī)和國(guó)外相比，技術(shù)上還存在很大差別 [1]。其焊縫熔深大、熱影響區(qū)小以及易得到高質(zhì)量的焊縫成型和金相組織，得到各國(guó)家青睞。 特別是近年來(lái)，在航空、航天及原子能等尖端工業(yè)的發(fā)展需求，不斷提出了新的焊接問(wèn)題， 在此將重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外先進(jìn)等離子焊接的研究現(xiàn)狀 。 等離子弧焊是通過(guò)壓縮電弧的方法，將產(chǎn)生氬弧的鎢極縮到焊槍噴嘴內(nèi)部，在噴嘴中通過(guò)等離子氣，強(qiáng)制電弧從噴嘴的孔道通過(guò)，并采用水冷的方式，獲得較高能量密度的等離子弧進(jìn)行焊接的方法。在不久的將來(lái)，激光焊接技術(shù)在材料連接領(lǐng)域必將起到至關(guān)重要的作用。然而，激光焊接工藝自身的特點(diǎn) 還存在 很多問(wèn)題和挑戰(zhàn)，包括對(duì)不同材料的選擇性、焊接 熱裂紋和氣孔等缺陷、焊接過(guò)程的不穩(wěn)定性以及對(duì)焊件加工的高精度要求等。 例如， 采用激光－電弧雙面復(fù)合焊接， 相比單一的激光焊， 改善了激光焊對(duì)裝配精度的高要求問(wèn)題， 也 利用電弧加熱作用提高工件對(duì)激光的吸收率，焊接成形良好。同時(shí)，新的技 術(shù)難點(diǎn)和挑戰(zhàn)也不斷涌現(xiàn)。由于激光功率密度高，光斑尺寸小，對(duì)焊接部位的裝配精度要求高，焊縫縫隙很小的變化都容易導(dǎo)致激光輻射耦合的缺陷和熱分布的變化，在高反射材料的焊接過(guò)程中甚至可能引起激光束危險(xiǎn)性的反射。這主要是由于激光在深熔焊接過(guò)程中產(chǎn)生的匙孔效應(yīng)造成的，由于匙孔主要由金屬蒸汽和等離子體構(gòu)成，這些氣體在施焊過(guò)程中對(duì)于激光有較大的吸收散射作用，因此在激光輻射照度低于一定臨界值時(shí)，容易造成深熔焊和熱導(dǎo)焊不 斷轉(zhuǎn)換的不穩(wěn)定模式焊接，最終導(dǎo)致整個(gè)焊接過(guò)程失穩(wěn)。 針對(duì)此類問(wèn)題， Kutsuna 和Yan[3]對(duì) A300 A606l、 A6N0l、 A505 A5l82進(jìn)行 CO2激光焊接 實(shí)驗(yàn) ，利用氣體光譜分析法對(duì)微孔 中氣體成分進(jìn)行分析 比較 ，發(fā)現(xiàn)氣孔中氣體成分為 90%的 H2和 10%的 N2， 從而 證明該材料激光焊接微孔的產(chǎn)生與氫在高溫大量溶入有關(guān)；另一方面，借助 SEM 觀察和孔內(nèi)EDX 分析
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