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SLM过程中飞溅形成机制和控制方法综述
2024年
由于选区激光熔化(SLM)技术加工周期较短、易于成形结构复杂的零件,现已广泛应用于生物医疗、航空航天、汽车和军工制造业等领域。但是由于在成形过程中激光与粉末间复杂的相互作用,选区激光熔化制件的缺陷呈现出多样化的特点,且控制难度加大,这在一定程度上限制了该技术的发展和应用。对于飞溅缺陷的形成机制和控制方法的研究,是近年来研究的热点之一。总结了近年来的相关研究成果,将粉末、熔池及成形层作为线索,从飞溅物对成形件的影响、飞溅物形成原因、监测和控制方法以及未来研究方向4部分阐述SLM过程中飞溅形成机制和控制方法,并展望了未来的发展方向。
刘琦杨光殷俊赵朔安达
关键词:SLM飞溅熔池
可调环模激光焊接飞溅抑制机理及工艺优化研究
2024年
选用铝合金顶盖满焊为研究对象,定量分析了芯环功率比对熔深、熔宽的影响规律。结合熔池匙孔动态行为,阐述了可调环模激光有效抑制金属飞溅的机理。同时采用光学相干断层扫描测量技术,实时测量了匙孔深度的波动,定量评价了焊接稳定性,并获得了最佳工艺窗口。结果表明,在150 mm/s的焊接速度下,当芯环功率比为1∶2~1∶3时,匙孔深度最稳定,且飞溅率最低。研究结果为进一步提高铝合金可调环模激光焊接质量提供了理论指导和实验依据。
董金枋杨方毅吴頔吴頔曾达黄宏星吴浩张鹏姜良银张培磊
关键词:光学相干断层扫描
激光选区熔化成型腔内流场优化及飞溅去除研究
2024年
为减少激光选区熔化过程中飞溅物的残留,提高成型零件的质量,构建EOS M290型激光选区熔化设备成型腔的计算流体力学模型和流体流动颗粒追踪模型,研究不同进气速度、进气孔直径、进气孔拉伸长度和出气口栅格数量对成型腔内流场分布和飞溅颗粒去除概率的影响。结果表明,当316L不锈钢飞溅颗粒直径为10~100μm范围内的4种正态分布时,原模型在进气速度为3m/s时,去除概率仅为69.25%;延长进气孔可以改善成型腔内流场的均匀性和抑制Coanda效应,进气速度为3m/s,进气孔拉伸长度为90mm时,去除概率提高到74.64%;进气速度为3m/s时,出气口栅格数量从5增加到9,出气口中心平面均匀性指数从64.42%增加到78.57%;在粉床不被破坏的情况下,优化模型(进气孔直径4mm、进气孔拉伸长度90mm、出气口栅格数量8)的最大进气速度为4.46m/s,飞溅颗粒去除概率提升至82.11%。
尚小标李佳剑黎振华肖人友张志浩
关键词:飞溅计算流体力学
430铁素体不锈钢薄板激光焊接背面飞溅和熔池动态的数值模拟
2024年
薄板的激光焊接对离焦量敏感,很小的离焦量偏差就会导致熔池不稳定。本文采用数值模拟的方法,研究了离焦量对0.6 mm厚430铁素体不锈钢薄板激光焊熔池动态行为的影响,分析了形成焊道背面飞溅的原因。结果表明,在目前所用的焊接工艺参数条件下,离焦量决定着激光热输入在熔池中的位置和分布。熔池中匙孔的深度随着离焦量的降低而增大,负离焦(-0.1 mm)形成穿透的匙孔,零离焦(0 mm)和正离焦(+0.1 mm)形成的匙孔尺寸较小。不同离焦量均形成具有束腰结构的熔透熔池,熔池表面和匙孔表面的流速最大。熔池高度方向上存在由中间束腰部位向上下表面流动的两个涡流,液体金属在熔池上表面由熔池后方向前方流动。匙孔中的蒸发作用力和表面的高流速使匙孔不断闭合,在底部形成封闭的气泡。背面飞溅只在负离焦条件下形成,零离焦和正离焦不产生背面飞溅。负离焦条件下,熔透熔池形成的初期在焊道背面形成小颗粒的滴落型飞溅,主要是由熔池重力和表面流动导致;在穿透匙孔形成的末期因为气泡破裂形成大颗粒的喷射型飞溅。正离焦条件下熔池的形态、流动较为稳定,预测的焊道横断面轮廓与实验结果吻合良好。
高天赵朋成燕国帅王自强景水秀赵振辉刘君
关键词:激光焊接铁素体不锈钢离焦量
汽车焊装自动点焊飞溅问题分析及优化
2024年
对汽车白车身点焊飞溅原理进行阐述,之后进一步针对实际生产过程中的具体飞溅现象进行飞溅分析,并给出解决办法及优化标准,对汽车焊装点焊飞溅优化工作,具有一定的参考意义。
王德昌李卫元
关键词:电阻点焊焊接飞溅飞溅率UI
低合金高强钢焊丝熔滴过渡形态及飞溅分析研究
2024年
利用高速摄像系统对自主研发低合金高强钢焊丝焊接过程的熔滴进行拍摄,分析整个焊接过程中的熔滴过渡模式与飞溅产生机理,研究合金元素与焊接热输入对焊丝的熔滴过渡形态产生的影响。试验结果表明,焊接过程中出现了滴状过渡、短路过渡、射滴过渡3种熔滴过渡模式与电弧力引起的飞溅、爆炸飞溅、熔池偏飞、颗粒偏飞4种飞溅形式。合金元素含量改变了熔滴的物理化学性质,焊接热输入改变熔滴的受力与熔滴熔池形态,从而改变了焊接过程中熔滴过渡与飞溅形式。通过综合比较分析,发现#3焊丝的焊接过程电弧最稳定,飞溅最小。
喻红梅周红梅王钰寒史舒驿茗胡刘欢罗元祺邵甄胰刘海琼谭洪涛
关键词:焊丝熔滴过渡
基于机器视觉的高功率激光焊接过程飞溅监测方法与飞溅特征研究被引量:3
2023年
飞溅是不锈钢高功率激光焊接中的严重缺陷之一,会导致焊缝尺寸不合格和焊板污染,影响构件服役性能。飞溅的快速、准确监测是保证焊接质量的基础。提出了一种基于机器视觉的飞溅监测方法。首先,建立了基于微距高速摄像机的高时空分辨率飞溅原位观测平台,观察了飞溅的产生和运动过程;然后,提出了基于多阈值分割-形状识别-图像融合的飞溅识别方法,获得了飞溅中心坐标、尺寸和速度特征;最后,研究了飞溅轨迹重构方法,获得了飞溅轨迹和数量特征,分析了飞溅的动态行为对焊缝质量的影响。结果表明,提出的飞溅监测方法可以准确获取飞溅特征,为高功率激光焊接状态监控和焊接质量评估提供了可靠的数据支撑。
蔡旺蒋平舒乐时耿韶宁周奇曹龙超
关键词:激光技术激光焊接飞溅机器视觉
防飞溅剂对焊接过程的影响分析
2023年
针对焊接防飞溅剂在实际应用中可能出现的使用过量或局部累积现象进行了表面堆焊试验研究,分析不同类型、累积量的防飞溅剂在焊接过程中的状态变化及其对焊接过程中熔池流动性、电弧稳定性以及焊缝成形的影响。结果表明,油基防飞溅剂累积量一旦大于0.045 mL/cm^(2),便会有部分防飞溅剂进入熔池,从而降低熔池的流动性,导致焊丝液态熔敷金属堆积在电弧的后方,同时防飞溅剂会与电弧直接接触。水基防飞溅剂在电弧高温和压力的作用下会向前推进并迅速挥发,即使累积量为0.227 mL/cm^(2)仍不会进入熔池,因此并不会影响熔池的流动性。水基防飞溅剂对应的电弧稳定性明显优于油基防飞溅剂,特别是当累积量小于等于0.09 mL/cm^(2)时,这种差距最为明显。两类防飞溅剂作用下,焊缝整体成形基本一致,仅焊缝熔深较无防飞溅剂的降低约0.5 mm,而焊缝余高和熔宽并无明显变化。
纪昂张立平彭根琛
关键词:电弧稳定性焊缝成形
车身制造中电阻点焊飞溅产生的原因及控制方法被引量:2
2023年
目前国内外白车身焊接广泛采用电阻点焊工艺进行焊接,但电阻点焊过程中受到焊接打点位置、角度、母材板间隙、电极和焊接参数等因素影响,不可避免地会产生大量焊接飞溅,尤其近年来车身镀锌板、高强度钢板的使用,导致飞溅问题尤为严重。通过对点焊飞溅产生的原因进行分析,找出白车身焊接过程中产生飞溅的影响因素,并结合生产实际情况提出相应的控制方法,从而降低了飞溅的发生概率,提高了车身焊接品质。
于洪宝
不同混合气体配比对焊接飞溅影响的研究
2023年
熔化极气体保护焊接时不同的保护气体成分对焊接过程的飞溅有较大的影响,为确定混合气体保护焊接时不同混合气体配比对焊接飞溅的影响,验证何种混合气体配比更有利于优化焊接过程,通过在90%Ar+10%CO_(2)和80%Ar+20%CO_(2)两种混合气体保护方式下分别进行试板焊接,并对焊后飞溅量、焊接试板的焊缝熔宽、熔深进行对比分析,确定在这两种气体保护下焊接时,焊缝内部均无缺陷,焊缝熔深、熔宽均能满足工艺要求,但在90%Ar+10%CO_(2)的混合气体保护下,且焊接电流控制在300 A条件下焊接时,焊接飞溅量较少,更有利于减少工人清渣时间,提高焊材利用率,提高工作效率及节约成本。
贺睿杨中凯冯宇佳
关键词:熔化极气体保护焊焊接飞溅无损检测焊缝宽度焊缝熔深

相关作者

文茜
作品数:3被引量:9H指数:2
供职机构:广东工业大学机电工程学院
研究主题:大功率光纤激光焊 HIGH-POWER CLASSIFICATION STABILITY SPATTER
张华
作品数:235被引量:211H指数:9
供职机构:南通大学
研究主题:激光加工 激光 砂轮 纳米银 三防
高向东
作品数:385被引量:1,241H指数:17
供职机构:广东工业大学
研究主题:焊缝 焊缝跟踪 磁光 激光焊接 焊件