针对切割后的板料表侧面质量差, 拼焊时因两板间隙产生挂渣、过烧和熔滴等问题, 对5 mm厚的22SiMn2TiB装甲钢进行了激光切割实验研究, 讨论了激光功率、切割速度、离焦量、喷嘴孔径和辅助气体压力等5个工艺参数对切割后板料表侧面质量影响的规律。实验结果表明: 激光切割22SiMn2TiB装甲钢时, 调整上述5个工艺参数在合理范围内时, 未产生挂渣、过烧和熔滴等缺陷。最后通过工艺优化得到了激光切割22SiMn2TiB装甲钢最佳工艺参数为切割速度2 000 mm/min、激光功率2 200 W、离焦量1 mm、喷嘴孔径1.5 mm、辅助气体压力0.15 MPa。

为了解决传统焊接工艺(填丝TIG焊)焊接传动轴总成滑移端壳体-法兰存在的焊缝余高太高, 造成应力集中; 焊缝熔化不均匀、气孔, 造成壳体和法兰在传递扭力时脱落; 整体焊缝外观成型质量差; 焊丝损耗比较大; 焊接效率低等问题。采用激光深熔焊接对传动轴总成滑移端壳体-法兰进行焊接, 并研究激光焊接后焊缝表面形貌、焊缝宽度和热影响区宽度、焊缝熔深、焊缝余高和焊缝显微硬度。结果表明: 激光深熔焊接后, 传动轴总成滑移端壳体-法兰焊缝熔化均匀、无气孔等缺陷; 焊缝表面形貌美观, 热影响区以及焊缝宽度远小于传统工艺焊接时的热影响区及焊缝宽度, 焊缝和热影响区的硬度均高于母材, 热影响区未出现软化, 焊接熔深达到焊接要求, 焊缝余高为0.3 mm, 同时激光焊接效率较高, 满足传动轴总成滑移端壳体-法兰的焊接要求。

针对短距离激光叠焊镀锌钢板易产生气孔、裂纹、凹坑等缺陷,采用上海团结普瑞玛激光设备有限公司提供的振镜扫描式激光焊接机,在叠焊开始阶段增加一段功率缓升曲线,在叠焊末端增加一段功率缓降曲线,通过设置起始功率、结束功率、作用距离等参数,对短距离镀锌钢板激光叠焊进行工艺试验。研究发现,起始阶段的功率爬升曲线有助于改善叠焊起始阶段焊缝余高过高及裂纹问题,末端的功率缓降曲线有助于改善叠焊凹坑过深及焊接裂纹问题。

为了研究激光焊接对5 mm厚异种材料45#钢与40Cr钢焊接的接头组织性能影响,利用6 kW高功率激光器在不同参数下进行拼焊试验,采用佳能7D型单反相机拍摄焊缝表面宏观形貌,采用X-350A型应力测定仪检测垂直焊缝方向的表面残余应力,通过HXD-1000型显微硬度计检测焊缝深度方向的显微硬度。结果表明: 相对其余情况,焊接速度为1.2 m/min时,焊缝表面形貌形状饱满,气孔等缺陷少,表面质量最好;离焦量为-2 mm,热输入量为210 J/mm时焊缝区出现高而窄的压应力分布,最大值为-187 MPa,能有效提高焊缝疲劳性能;离焦量为-2、-4 mm和0 mm三种情况时焊缝区整体显微硬度都比母材区高,并且离焦量为-2 mm时硬度分布最好,呈平缓减小趋势,最大值为38 HRC,比母材平均值高出14 HRC。选择适当的激光焊接参数能有效的改善45#钢与40Cr 钢焊接接头组织性能。

介绍一种新型激光叠焊系统。该系统用于将尺寸为2 400.0 mm×1 200.0 mm×1.2 mm的两块不锈钢板重叠焊接在一起。针对较大尺寸不锈钢板在激光加工中易变形等特点设计出主—辅式压紧机构及激光头随动加工系统; 另采用先点焊, 再焊边框, 最后焊内部小圆的工艺, 有效地控制了焊接过程中大尺寸板材的变形。采用不同的焊接工艺, 对焊缝质量进行检测焊缝和耐压测试。结果表明激光功率1 400 W、焊接速度2 500 mm/min、离焦量-2 mm时, 焊缝有较好的焊接效果。