理论教育 激光搅拌摩擦复合焊技术

激光搅拌摩擦复合焊技术

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:2002年推出了激光辅助搅拌摩擦焊方法。在该方法中,激光的主要作用是对旋转搅拌头前方的焊件进行局部预热,从而使焊件产生塑化现象。由于激光的高温作用使位于旋转搅拌头前方的焊件软化,可以减少夹具对焊件的夹持力和转矩,减少焊接变形;此外,由于激光热能的预热作用,在实现高速焊接的同时还可减少搅拌头的磨损。该模型考虑了焊件的热传导、接触热阻、激光的吸收率、搅拌头的摩擦生热以及向周围环境的散热。

激光搅拌摩擦复合焊技术

2002年推出了激光辅助搅拌摩擦焊方法。在该方法中,激光的主要作用是对旋转搅拌头前方的焊件进行局部预热,从而使焊件产生塑化现象。由于激光的高温作用使位于旋转搅拌头前方的焊件软化,可以减少夹具对焊件的夹持力和转矩,减少焊接变形;此外,由于激光热能的预热作用,在实现高速焊接的同时还可减少搅拌头的磨损。

为了预测激光预热对焊件温度和热流分布的影响,建立了瞬态三维传热有限元模型。该模型考虑了焊件的热传导、接触热阻、激光的吸收率、搅拌头的摩擦生热以及向周围环境的散热。模型表明,由于板间接触热阻的影响,在搅拌头作用之前,激光能量不足以在上板形成穿透焊缝,因此搭接焊缝固有的接触热阻控制着预热的有效性。固定搅拌头的几何尺寸和材料,改变激光功率和焊件材料,结果表明,激光对焊件表面预热可减小焊件夹紧力和转矩,由于焊缝固有接触热阻的存在,它们比对焊时的值要小。另外,焊接过程的总功率为吸收的激光功率与搅拌头所需功率之和,激光预热可减小总功率。

采用该技术进行铝合金的焊接,可以实现无缺陷的微细结构,并可对铝合金进行搭接焊。(www.daowen.com)

该方法设备复杂、昂贵,对焊接条件要求较高,要在工业应用中推广,还有待于进一步的研究与改进。

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