研究目的
研究磁场对激光焊接Ti-6Al-4V接头几何形状和抗拉强度的影响,并理解磁场诱导熔深演变背后的机制。
研究成果
在激光焊接过程中施加磁场可增加焊缝熔深和熔合区面积,从而提高焊缝抗拉强度。该磁场能提升激光能量的利用率,为低功率条件下实现全熔透激光焊接提供了一种新的节能方法。其作用机理在于促使熔融金属从上焊池向底部焊池转移,促进底部合金的熔化。
研究不足
该研究聚焦于部分穿透对接焊,未探讨磁场在其他类型焊接(如堆焊、搭接焊)中的影响。磁场对熔池动力学的作用机制较为复杂,尚需进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
在Ti-6Al-4V钛合金板上进行磁场辅助激光对接焊实验,研究磁场对焊缝几何形状和抗拉强度的影响。
2:样品选择与数据来源:
采用尺寸为100毫米×40毫米×5毫米的Ti-6Al-4V钛合金板,磁场强度设置为0毫特斯拉、30毫特斯拉、60毫特斯拉和90毫特斯拉四个梯度。
3:实验设备与材料清单:
配备最大输出功率4千瓦的光纤激光器(IPG YLS-4000)、钕铁硼永磁体及用于测量磁场强度的霍尔传感器。
4:0)、钕铁硼永磁体及用于测量磁场强度的霍尔传感器。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:焊接前清除表面氧化层,?;て宀捎昧髁?.5立方米/小时的氦气,制备金相试样与拉伸试样并进行检测分析。
5:5立方米/小时的氦气,制备金相试样与拉伸试样并进行检测分析。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过图像处理计算熔合区与热影响区面积,以此评估激光能量利用率。
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fiber laser
YLS-4000
IPG
Used for laser welding experiments with maximum output power of 4 kW.
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permanent magnet
Used to apply a transverse magnetic field during welding.
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Hall sensor
Used to measure the intensity of the magnetic field.
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