光纖定位激光釬焊鍵合過(guò)程中釬料與鍍層的界面反應(yīng)

針對(duì)復(fù)合結(jié)構(gòu)壓電陶瓷變壓器(pect)疊片式發(fā)電元件的側(cè)電極引出問(wèn)題，對(duì)釬焊工藝進(jìn)行了研究分析，并建立了激光釬焊系統(tǒng)。實(shí)踐證明，激光釬焊技術(shù)應(yīng)用于pect側(cè)電極引出，連接可靠，全連通率高，熱影響??；所建立的釬焊系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)，運(yùn)行精確可靠，符合激光釬焊要求。

采用激光填絲釬焊方法進(jìn)行1.5mm厚65%(體積分?jǐn)?shù))sip/4032al復(fù)合材料對(duì)接接頭的連接,研究不同工藝參數(shù)下的釬料潤(rùn)濕鋪展行為和焊縫成形特性,以及焊縫中共晶硅的形態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果表明:接頭開(kāi)v型坡口非常有利于焊縫的背面成形;光斑直徑為20mm、激光功率高于1500w時(shí)焊縫成形容易控制;與激光熔焊相比,激光釬焊方法更適合于連接高比分sip/4032al復(fù)合材料。焊接熱輸入對(duì)si元素的溶解、擴(kuò)散行為影響很大,因此,不同激光功率下,焊縫中硅元素可以板狀、多角狀、瓣?duì)畛跎琛鍡l狀共晶硅等多種形態(tài)出現(xiàn)。焊縫中心由于冷卻速度較慢,還形成了共晶團(tuán)組織,共晶團(tuán)內(nèi)部為均勻分布的短棒狀共晶硅。

成功研制一種適合于tini形狀記憶合金與不銹鋼異質(zhì)材料釬焊,并可安全應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新型agcuznsn銀基釬料。對(duì)agcuznsn系釬料的熔化特性、微觀組織、釬焊工藝特性及接頭力學(xué)性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,所研制agcuznsn銀基釬料成分為ag51~53cu21~23zn17~19sn7~9,固相線溫度為590.0℃,液相線溫度為635.3℃。該釬料主要由α-ag固溶體、α-(cu,zn)固溶體和ag-cu共晶相組成,并含有少量cu41sn11、agzn、ag3sn、cu5zn8等化合物。采用該釬料釬焊tini形狀記憶合金與不銹鋼,接頭強(qiáng)度達(dá)320~360mpa,同時(shí)tini形狀記憶合金性能損失較小。新型釬料熔點(diǎn)低、釬焊冶金特性?xún)?yōu)異,釬焊接頭界面冶金結(jié)合平直、致密。

fronius公司開(kāi)發(fā)的laserhybrid激光復(fù)合焊技術(shù)是將激光焊與電弧焊這兩種焊接技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái),從而獲得優(yōu)良的綜合性能,在改善焊接質(zhì)量和生產(chǎn)工藝性的同時(shí),提高了效率/成本比。laserbrazing激光釬焊帶有自動(dòng)送絲系統(tǒng),利用激光源加熱低熔點(diǎn)釬焊焊絲,從而實(shí)現(xiàn)低熱量的焊接。當(dāng)焊接鍍鋅板時(shí),手工釬焊成本高,并且焊接質(zhì)量難以掌控;而采用激光釬焊可準(zhǔn)確控制熱輸入量,最大程度地減少鋅的燒損,是汽車(chē)工業(yè)的一種發(fā)展?jié)摿薮蟮男鹿に嚒＜す鈴?fù)合焊應(yīng)用于鋁、非合金、合金及高合金鋼,而激光釬焊則特別適合于電鍍鋼材的焊接。

以co2激光為熱源,鍍鋅鋼板為母材,cusi3焊絲為釬料,進(jìn)行了雙光束激光自動(dòng)填絲釬焊工藝試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比單、雙光束釬焊特點(diǎn)及改變雙光束釬焊工藝參數(shù),分析了雙光束激光功率、離焦方式、雙束激光能量配比、焦點(diǎn)間距等對(duì)接頭質(zhì)量的影響。結(jié)果表明,雙光束釬焊對(duì)激光功率的變化具有更大的適應(yīng)性;當(dāng)采用負(fù)離焦并行雙光束、2mm焦點(diǎn)距離的串行雙光束且前束激光功率大于后束激光時(shí),可以獲得更好的釬縫質(zhì)量,釬焊過(guò)程更具靈活性、適應(yīng)性。在此基礎(chǔ)上,借助金相顯微鏡、sem和edx能譜分析,對(duì)接頭組織及界面元素分布規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,雙光束釬縫附近母材晶粒更細(xì)小,粗晶區(qū)更窄;在界面處有fe-si金屬間化合物生成。

激光釬焊作為一種新興的加工技術(shù),因其具備高效、焊縫美觀的突出優(yōu)勢(shì),被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)制造領(lǐng)域。以某批量生產(chǎn)車(chē)型的行李箱蓋激光釬焊系統(tǒng)為例,介紹激光釬焊生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)構(gòu)成,并著重分析激光釬焊系統(tǒng)主要核心設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)。

隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展以及人們需求的不斷提高,節(jié)能、安全、環(huán)保成為汽車(chē)技術(shù)的三大主題,而激光加工工藝的發(fā)展對(duì)解決汽車(chē)節(jié)能、安全和環(huán)保具有重要的意義。激光以其光束能量密度高、熱影響區(qū)域小、焊接速度快、深寬比大和變形小等優(yōu)點(diǎn),在白車(chē)身制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近幾年,伴隨著我國(guó)逐漸邁向汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó)的步伐,激光焊接這一前沿技術(shù)已相繼出現(xiàn)在國(guó)內(nèi)主流汽車(chē)企業(yè)的生產(chǎn)線上,而其中又以激光釬焊的應(yīng)用最為廣泛。在此以某量產(chǎn)車(chē)型的行李箱蓋激光釬焊為例,結(jié)合其工藝特點(diǎn),系統(tǒng)介紹激光釬焊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并著重分析了主要核心設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)。

光纜中間與光纖接頭故障的定位與搶修

通過(guò)掃描電子顯微鏡、能譜儀及x射線衍射技術(shù)分析tini形狀記憶合金與1cr18ni9ti不銹鋼激光釬焊接頭界面反應(yīng)層的組織結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明:tini形狀記憶合金與不銹鋼激光釬焊接頭釬縫主要由α-ag固溶體、α′-cu固溶體和ag-cu共晶相組成;不銹鋼/銀基釬料界面反應(yīng)區(qū)由3層連續(xù)的反應(yīng)層構(gòu)成,分別為:奧氏體(a),馬氏體(m)/a和m/α-ag+α′-cu+m;tini形狀記憶合金/銀基釬料界面反應(yīng)層主要由ti(ni,cu)+(ni,cu)ti2化合物組成。

介紹了激光釬焊的工業(yè)應(yīng)用以及激光釬焊的技術(shù)特點(diǎn)。結(jié)合后行李箱激光釬焊工業(yè)化實(shí)例,建立了激光釬焊的數(shù)學(xué)模型,初步研究了焊接參數(shù)的理論基礎(chǔ)及原理,同時(shí)結(jié)合部分實(shí)際缺陷,分析了其產(chǎn)生機(jī)理,對(duì)激光焊接的工業(yè)化集成有重要的參考意義。

介紹了采用nd:yag激光器在鍍鋅板填絲焊接中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和加工機(jī)理,分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。工藝試驗(yàn)證明填絲激光釬焊在合適的條件下,可以獲得成形好、缺陷較少且性能合格的接頭。

針對(duì)壓電陶瓷變壓器(pect)側(cè)電極的連接問(wèn)題,提出了激光釬焊的工藝方法,采用金屬網(wǎng)輔助釬膏釬接片單元工藝,很好地解決了多層元件不同性質(zhì)分割區(qū)域表面的連接問(wèn)題,激光釬焊接頭全連通率高,熱影響小,質(zhì)量好。建立了三維多層異質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)pect的激光釬焊溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型,通過(guò)數(shù)值模擬的方法計(jì)算了pect激光釬焊溫度場(chǎng)的分布情況,取得了比較理想的結(jié)果,激光釬焊工藝及溫度場(chǎng)的分析研究,將會(huì)推動(dòng)壓電陶瓷變壓器的實(shí)用化進(jìn)程,對(duì)類(lèi)似問(wèn)題的解決也會(huì)有一定的借鑒意義

本文對(duì)頂蓋激光釬焊工藝的工藝特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，闡述了產(chǎn)生焊接缺陷的原因，并提出了解決措施。在實(shí)際生產(chǎn)中由于相關(guān)因素的變化過(guò)于頻繁，導(dǎo)致焊縫缺陷時(shí)有發(fā)生，給生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來(lái)困難，氣孔、“咬邊”和焊縫填料不連續(xù)為常見(jiàn)的焊接缺陷類(lèi)型。

本文主要介紹了激光焊接工藝中的各個(gè)設(shè)備間的參數(shù)匹配,保證了各個(gè)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性和,才能得到合格并穩(wěn)定的焊縫質(zhì)量。

本文對(duì)頂蓋激光釬焊工藝的工藝特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，闡述了產(chǎn)生焊接缺陷的原因，并提出了解決措施。在實(shí)際生產(chǎn)中由于相關(guān)因素的變化過(guò)于頻繁，導(dǎo)致焊縫缺陷時(shí)有發(fā)生，給生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來(lái)困難，氣孔、“咬邊”和焊縫填料不連續(xù)為常見(jiàn)的焊接缺陷類(lèi)型。

以鍍鋅鋼板為母材,以cusi3焊絲為釬料,進(jìn)行了單、雙光束激光釬焊實(shí)驗(yàn)．在分析單、雙光束激光填絲釬焊?jìng)鳠嵝袨榈幕A(chǔ)上,采用有限元方法對(duì)激光釬焊溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,提出了激光填絲釬焊熱源模型．采用體熱源來(lái)模擬熔化釬料鋪展流動(dòng)引起的傳熱,模型考慮了熱物性參數(shù)隨溫度的變化帶來(lái)的非線性影響以及潛熱、輻射和對(duì)流對(duì)傳熱的影響．對(duì)典型激光釬焊工藝參數(shù)下的溫度場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果表明：?jiǎn)喂馐す忖F焊有較高的溫度梯度,而2mm焦點(diǎn)間距的雙光束釬焊接頭峰值溫度和溫度梯度低,高溫區(qū)域?qū)?更適合于獲得良好的釬焊接頭．

光纖通信是現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸中速度最快、最穩(wěn)定的方式，其在我國(guó)科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中均扮演著重要的角色。但隨著光纖線路數(shù)量和密度的增加，線路故障問(wèn)題日益顯現(xiàn)，給光纖通信的發(fā)展帶來(lái)了巨大的阻力。本文即是對(duì)光纖線路故障問(wèn)題進(jìn)行研究，首先簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)前我國(guó)光纖線路故障的類(lèi)型，并闡述了故障定位技術(shù)和故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以期能為相關(guān)工作過(guò)提供參考。

陶瓷的原子結(jié)構(gòu)為強(qiáng)共價(jià)鍵或離子鍵結(jié)合,釬料難以對(duì)其表面潤(rùn)濕。提出了在輝光放電中使活化金屬元素通過(guò)氣相沉積和離子滲入在陶瓷表面形成鍍層并使釬料活化,從而改善釬料對(duì)陶瓷表面的潤(rùn)濕條件。與傳統(tǒng)的錳-鉬法和活性金屬釬焊法相比,這一新方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)率高,生產(chǎn)成本低,值得推廣應(yīng)用。

在輝光放電離子轟擊釬焊工藝過(guò)程分析的基礎(chǔ)上,對(duì)工藝規(guī)范的選擇及工藝參數(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,輝光釬焊的接頭質(zhì)量及工藝穩(wěn)定性取決于爐內(nèi)溫度θ(t)及工作氣壓p(t)表征的爐內(nèi)狀態(tài);輝光釬焊工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)工件材質(zhì)、尺寸、形狀及釬料種類(lèi)進(jìn)行選擇;輝光釬焊工藝過(guò)程可通過(guò)過(guò)程自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

理論分析了纖芯錯(cuò)位對(duì)激光輸出功率及光束質(zhì)量的影響,研究表明,纖芯錯(cuò)位后纖芯中的各個(gè)模式均有一定的功率衰耗,且基?？倳?huì)向高階模耦合,導(dǎo)致光束質(zhì)量下降。采用20/400μm的雙包層摻鐿光纖,搭建了高功率全光纖激光振蕩系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)研究了諧振腔外纖芯錯(cuò)位、諧振腔內(nèi)纖芯錯(cuò)位以及諧振腔內(nèi)和諧振腔外纖芯同時(shí)錯(cuò)位幾種不同的情況對(duì)輸出激光性能的影響,結(jié)果表明,諧振腔內(nèi)纖芯錯(cuò)位和諧振腔外纖芯錯(cuò)位都會(huì)造成激光器性能的下降,但諧振腔內(nèi)纖芯錯(cuò)位將導(dǎo)致激光器功率明顯下降,而諧振腔內(nèi)和諧振腔外同時(shí)錯(cuò)位會(huì)導(dǎo)致激光器光束質(zhì)量急劇下降。

提出并研究了一種線性腔結(jié)構(gòu)的基于sesam(半導(dǎo)體可飽和吸收鏡)的被動(dòng)調(diào)q光纖光柵摻鉺光纖激光器,該激光器無(wú)需采用偏振控制器控制激光偏振態(tài),簡(jiǎn)化了調(diào)q激光器的結(jié)構(gòu)。該激光器的中心波長(zhǎng)為1549.975nm,閾值功率為143mw,斜效率為1.2%。當(dāng)泵浦功率從149mw增加到180mw時(shí),脈沖重復(fù)頻率從5.431khz增加到9.778khz。當(dāng)泵浦功率為155mw時(shí),激光脈沖的能量為5.6nj,重復(fù)頻率為6.538khz,脈沖寬度為40μs。

利用光纖激光對(duì)激光熔化沉積tc17鈦合金與鍛造tc17鈦合金薄板進(jìn)行了激光熱導(dǎo)熔化焊接,利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、x射線衍射儀和顯微硬度計(jì)分析了接頭的組織結(jié)構(gòu)及顯微硬度分布。結(jié)果表明,tc17鈦合金激光熔化沉積件及鍛件薄壁板狀試樣激光焊接接頭凝固組織為沿未熔母材外延定向生長(zhǎng)的細(xì)小樹(shù)枝晶組織。鍛造鈦合金焊縫熱影響區(qū)(haz)大且熱影響區(qū)β晶粒發(fā)生了嚴(yán)重的長(zhǎng)大現(xiàn)象,而激光熔化沉積鈦合金焊縫熱影響區(qū)小且熱影響區(qū)β晶粒尺寸幾乎無(wú)明顯變化,表現(xiàn)出優(yōu)異的焊接熱穩(wěn)定性。無(wú)論鍛造鈦合金還是激光熔化沉積鈦合金,其焊縫區(qū)顯微硬度高于母材,熱影響區(qū)顯微硬度低于母材。