研究激光沖擊噴丸后處理對激光沖擊焊接的影響(1)(GH600鍛件熔點切割加工性能)

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研究激光沖擊噴丸后處理對激光沖擊焊接的影響(1)
使用三種不同的金屬材料組合,激光沖擊焊接箔單次和雙次激光噴丸。隨后的搭接剪切試驗表明,單次激光噴丸可以將平均焊接強度提高12%至25%,這取決于飛片和目標材料的組合。
相比之下,雙噴丸激光噴丸的平均焊接強度丸激光噴丸的平均焊接強度都會降低。掃描電子顯微鏡圖像顯示,單次激光噴丸處理的波紋焊接界面與箔之間的聯鎖度比原來的平焊接界面幾何結構增加。
因此,飛片/目標焊接強度增加。然而,在雙噴丸激光噴丸處理中,由于箔的反彈和過度塑性散熱,沿焊縫界面觀察分離和熔化。研究結果表明,激光沖擊噴丸作為一種焊后處理方法,超越了傳統的基于熔合的焊接方法。
摘要,Sadeh等他人(2019)通過目標箔和背部支撐發現了回彈問題的解決方案。此外,還討論了雙面膠帶尺寸相對于激光斑直徑的重要性,發現略大于激光斑的膠帶在促進高速飛片發射的同時充電,Wang等人(2020)成功焊接波紋靶Ni他們發現了。
當標稱沖擊角為7.5度時,焊接區域在沖擊區域的30%處達到更大值,小于7度或大于9度的沖擊角不粘合.1μs飛片的更大速度約為400m/s,在距發射約3mm的位移處。
飛片嚴重變形,圖1 LIW來源:流程示意圖:Investigation into the,Materials & Design,doi.org/10.1016/j.matdes.,在LSP中。
等離子體沖擊波由激光束產生,等離子體沖擊波反射到構件表面,產生壓應力(CRS),CRS材料深深穿透,Wang等人(2014)觀察。
在Al/Al和Al/Cu焊縫界面的顯微硬度大于其它箔區,Gu等人(2014)斜向LIW中實現的Ti/Al,沒有金屬間化合物形成,Wang等待(2015)因回彈而未結合中心區。
根據沖擊角度和激光能量,觀察具有不同波幅和頻率的平面和波浪界面.2.在激光沖擊噴丸的背景下,激光照射保護層會導致其在透明覆蓋層中瞬間蒸發和等離子體膨脹,吸收激光能量。
并短時間達到極高壓力,高壓等離子體沖擊飛箔,以極高的速度發射到目標,如果參數適用于成功連接,則沖擊焊接通過金屬箔機械鏈(有時邊界復雜,LSP表面處理技術是在20世紀60年代開發的(W,Anderholm1968年進一步發展)。
能在金屬部件中產生近表面CRS從而顯著提高其疲勞強度和壽命,Chen等人(2014)將LSP當板條組織轉化為等軸組織時,位錯密度和晶粒細化顯著增加。
由于LSP應變率通過孿生而非滑移發生的,Sano等人(2014)將NC LSP應用于FSW,發現LSP焊接前增強焊接樣品的疲勞強度恢復到基礎以上LIW激光束撞擊飛片箔,加速飛片箔朝向目標箔。
因此,箔在碰撞過程中進行機械焊接(如果成功,則取決于工藝參數),從而避免了熔融焊接方法中的不利熱影響(如金屬熔化,從而提高了焊縫的完整性和強度,LIW工藝表明,焊接界面的幾何形狀直接影響焊接強度。
由于激光誘導的沖擊波,從平面到波,觀察到各種界面形狀,具有不同的波頻和振幅。
由于激光誘導的沖擊波,從平面到波,觀察到各種界面形狀,具有不同的波頻和振幅。
LIW箔在工藝中的連接是機械的,接觸面積和焊縫纏結(因此焊縫強度)與波頻和振幅相反,焊縫界面越平坦,焊縫強度越低。
由于LIW過程中的高應變率取決于激光參數和箔材的材料特性。在塑性散熱過多的情況下,沿焊縫界面熔化開裂會降低焊縫的完整性和強度。LSP一些研究人員報告了該工藝作為焊后處理的優點LSP然而,各種涉及相似和異種金屬的金屬。
迄今為止,LSP事實上,它只適用于基于熔合的焊接技術,對高速沖擊焊接(HVIW)本研究的目的是**研究該方法的影響LSP對異種金屬箔進行后處理LI,因為這項工作是一個新的激光表面工程研究領域,它結合了它LIW和LSP。
因此,首先介紹了他們各自的技術,然后總結和討論了他們實現的相關文獻,1.2.1.江蘇激光聯盟導讀焊后處理應用:超聲波檢測(S典型的掃描示意圖。
它顯示了在130 MPa壓力下測試的裂紋樣品是典型的,大約4×在105的壓力下停止,Chandrasekar等人(2018)將LSP應,發現LSP降低焊縫韌性,改變失效位置,從焊縫上的金屬間化合物到遠離弱母材(AISI
Liu等人(2018)檢查LSP對FSW AA ,并觀察到LSP通過誘導晶粒細化、沉淀和高密度位錯,簡要介紹LSP并討論其作為后處理(常規熔焊)的應用,Sun等人(2016)表示。
對2mm厚的LBW AA6061-T雙面施加樣品,提高焊縫的抗拉強度和顯微硬度,Lu等人(2017)研究LSP由于位錯運動和機械孿晶,晶粒細化分別發生在近表面和基底金屬區域,Chen和Cao(2018)研究了LSP對GTAW,7533年研究了熔融鋰鉛K3000和5000小時,LSP雙晶、位錯等微缺陷導致晶粒尺寸減小26。
近年來,由于形成了更合適的鈍化層條件,LSP誘導近表面CRS該領域的能力已被探索為焊后處理。因此,這些應用的文獻將按時間順序總結。1.介紹。
近年來,由于形成了更合適的鈍化層條件,LSP誘導近表面CRS該領域的能力已被探索為焊后處理。因此,這些應用的文獻將按時間順序總結。1.介紹。
1.1.1,實驗性LIW實現,參考文獻: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,變形箔和von Mises strss(Pa)等高,(b)近距離觀察回彈,Wang等人(2020)研究鎳/不銹鋼LIW中的。
同年,界面在焊接方向(向外徑向)由無粘結轉變為平焊和波浪,成功將鋁飛片焊接到鐵基納米晶合金上,表示0.1 mm和0.2 mm間隔間隙平坦,0.3 mm間隔引入分散熔化,搭接剪切試驗結果表明,隨著飛片厚度的增加,焊縫強度增加。
Lu等人(2020)實現了Cu/Ta隨著脈沖能量和隔離間隙的增加,隔離間隙的增加,塑性變形增加,存在中心反彈,沿焊縫界面無金屬間相,納米壓痕硬度隨焊縫界面距離降低。
2021年,他們也得到了不同的東西Ti/Cu-Zn使用1時焊縫.42 J激光能量時,觀察到焊接界面分離和飛片撕裂同時發生的混合失效模式。
至今已成功使用LIW焊接飛片/靶向示例包括連接幾對類似和不同的金屬箔Al/Al、Al/Cu、A,其中Al、Cu、Fe、Mo、Ni、Ta和Ti代表鋁,其中Cu-Zn、Fe-MG、Fe-NC和SS分別是。
如圖2所示,在LSP在這個過程中,聚焦的高能短脈沖激光束照射金屬樣品的表面,通常覆蓋一層薄薄的油漆、膠帶或鋁箔,以防止熔化。
輻照后,不透明燒蝕層達到極高溫度(超過1萬°C),通過添加透明覆蓋層(通常是一層流水),等離子體瞬間蒸發并產生等離子體,等離子體受到限制。它繼續吸收激光束的能量,其壓力值顯著增加。
高壓等離子體產生沖擊波,沖擊波穿透表面并在金屬目標內傳播。激光廣泛應用于金屬和合金的加工和制造,包括但不限于切割、蝕刻、雕刻、焊接和添加劑制造,特別是Nd:YAG在Q開關模式下使用激光器時,通過使用激光光學,會產生持續時間短的高能脈沖。
激光束可以聚焦在一個小區域,產生高功率密度的脈沖。用高聚焦激光束直接燒蝕不透明材料,會導致照射區瞬間蒸發,從而產生高壓等離子體。
這將放大等離子體壓力,產生沖擊波,穿透激光燒蝕區,利用激光產生沖擊(shock)是激光沖擊焊接(L,來源:沖擊焊縫圖像:doi.org/10.1016/j.matd,圖2 LSP工藝示意圖。
在這項工作中,**研究了激光沖擊噴丸(或簡單的激光噴丸)作為**部分,(左)SLM模型中任何節點的熱歷史示例為每個節點提取熱歷史,并相應跟蹤MP和HAZ適用于鋁1100和不銹鋼304箔的尺寸和運動。
(右)SLM SS 304箔的微觀結構預測不均勻,使用相同的材料和SLM工藝參數,來源:doi.org/10.1016/j.matd,考慮到上述由復雜物理現象控制的因素LIW成功實施和理解結果范圍LIW過程具有挑戰性,需要進一步研究。
有鑒于此,以下將按時間順序總結已發表的關于LIW實驗實現的研究,Wang等待(2017)將結晶銅成功焊接到鐵基非晶,表明脈沖能為0.8 J的LIW2019年,非晶結構得2019年獲得了鋁/不銹鋼和不銹鋼/鋁飛片/目標配置。
此外,鋁/不銹鋼和不銹鋼/鋁焊接界面中的波形分別發生在焊縫方向(向外徑向)增加的界面波長和振幅,Liu等人(2019)證明,三層焊接可以通過在銅箔(飛片和靶材)之間添加鋁夾層來實現。此外,在1.8J脈沖能量下。
沿焊縫界面分散熔化,金屬間相形成,Wang等人(2015)在鋁/鈦中開發了具有工業應用潛力的產品LIW試驗中的各種成分后,聚碳酸酯被用作等離子體限制介質,黑色涂層被用作燒蝕層,雙面膠帶被用來附著和適當釋放飛片,并在2016年取得了更佳效果。
他們(通過PDV)表明,在LIW在中間,飛片的速度達到1000米/秒。剝離試驗結果表明,雖然焊縫比鋁箔更牢固,但隨著激光斑直徑的增加,剝離力也會增加。
焊縫區域通過接觸電阻測量估計,Wang等人(2019)實現涉及Cu/Mo激光能量的增加導致中心反彈和波紋界面的增加,沿界面幾乎沒有擴散(激光能量高達1.55 J,同年,他們也得到了Al/Cu-Zn不同的焊縫,1.2 J以上激光能導致界面分散熔化。
焊接強度達到母材62%,使用PDV和高速相機,Wang和Wang(2019)可描述飛機發射的觀點 察到,在更初的260 μm內。
{n}{n}飛片的更大速度達到了80%以上,研究還表明,更初在焊縫中心形成了粘結,但隨后由于回彈而分離,限制介質對飛片速度幾乎沒有影響。
原文鏈接:優鋼網 » 研究激光沖擊噴丸后處理對激光沖擊焊接的影響(1)(GH600鍛件熔點切割加工性能)
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