铜激光焊接工艺及接头性能研究开题报告

 2022-01-09 18:46:07

全文总字数:3624字

1. 研究目的与意义(文献综述)

铜具有优良的导电、导热和耐腐蚀性,被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。紫铜的焊接一直都是国内外学者研究的热点。铜管应用于建筑业的冷、热水配套工程是人类的突破和进步。国外对建筑管道使用铜管一个多世纪所作的效益分析表明:无论在安全、卫生、经济、施工等方面均具有无比的优越性。建设部现已明文规定,建设冷、热水管禁止使用铁管,并推荐有条件的地方使用铜管。利用激光进行紫铜的焊接主要包括脉冲激光焊接和连续激光焊接。当前最常用的是利用进红外波段的连续激光器进行焊接。由于铜对近红外波段激光的反射率超过90%,连续激光器一般需要千瓦级以上才能实现铜的焊接,一方面造成能量的极大浪费,另一方面如果焊接角度控制不当,会导致反射光直接进入激光头,损伤光学系统。影响紫铜激光焊接的焊缝成形质量和力学性能主要工艺因素包括激光功率、焊接速率、离焦量、倾斜角度,在其它工艺参量一定的情况下,离焦量的变化会导致工件表面激光能量密度与传输效率的差异,影响到焊缝熔宽、熔深、成形质量等,进而影响其力学性能。为了提高紫铜对激光的吸收率,很多学者尝试了不同的方法。最常见的方法是在材料表面涂上一层石墨,但石墨涂层的均匀性不好控制,导致焊缝不均匀,而且石墨会渗入到焊缝里,影响到焊接的强度。雷玉成等在待焊紫铜焊缝表面放置不锈钢薄片,在低激光功率下实现较大熔深的焊缝,焊缝平整美观。张晓红等采用300 W 的YAG 激光在离焦2 mm 的情况下对紫铜表面照射5 s 后,形成一层氧化铜薄膜,可以提高紫铜对激光的吸收率,但是氧化铜薄膜的厚度和宽度也会影响焊缝质量。因此本论文旨在研究激光输出功率、焊接速度、离焦量等参数对激光焊接不同程度黑化处理后紫铜片的影响,同时观察焊接过程中产生的现象并且与模拟焊接结果进行对比。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容:

研究激光输出功率、焊接速度、离焦量等参数对激光焊接不同程度黑化处理后紫铜片的影响,同时观察焊接过程中产生的现象并且与模拟激光焊接结果进行对比。并且将模拟紫铜激光焊接结果和实际紫铜激光焊接结果进行对比分析,并找出模拟和现实结果之间差别的原因。最后对未来紫铜模拟激光焊接的发展进行展望。

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3. 研究计划与安排

3月15日至4月1日:焊接模拟练习

4月1日至4月15日:文献查找或模拟从而对比找出最佳黑化方案

4月15日至4月30日:文献查找或模拟不同焊接参数下的紫铜激光焊接

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]陈玉龙. 纯铜激光—电弧复合焊接工艺研究[d].华中科技大学,2016.

[2]左迪. 铜—铝异种金属激光焊接研究[d].天津大学,2014.

[3]付俊. 铜钢异种材料激光焊接研究[d].上海交通大学,2009.

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