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镀锌高强钢激光焊接气孔形成机理

黄磊,  陈希章,  陈兴,  马宏波,  林涛

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黄磊, 陈希章, 陈兴, 马宏波, 林涛. 镀锌高强钢激光焊接气孔形成机理[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 1-6. doi: 10.3788/IRLA201746.S106001
引用本文: 黄磊, 陈希章, 陈兴, 马宏波, 林涛. 镀锌高强钢激光焊接气孔形成机理[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 1-6. doi: 10.3788/IRLA201746.S106001
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Huang Lei, Chen Xizhang, Chen Xing, Ma Hongbo, Lin Tao. Formation mechanism of porosity during laser welding of galvanized steel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 1-6. doi: 10.3788/IRLA201746.S106001
Citation: Huang Lei, Chen Xizhang, Chen Xing, Ma Hongbo, Lin Tao. Formation mechanism of porosity during laser welding of galvanized steel[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(S1): 1-6. doi: 10.3788/IRLA201746.S106001
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镀锌高强钢激光焊接气孔形成机理

doi: 10.3788/IRLA201746.S106001
  • 1.

    温州大学 机电工程学院,浙江 温州 325035;

  • 2.

    江苏北人机器人系统股份有限公司,江苏 苏州 215123

基金项目: 

国家自然科学基金（KZ1511033）

详细信息
    作者简介:

    黄磊(1991-),男,硕士生,主要从事激光焊接、激光熔覆方面的研究。Email:huangleichinawzu@gmail.com

    通讯作者: 陈希章(1976-),男,教授,博士,主要从事智能化机器人焊接、激光焊接与表面处理、电弧增材制造等方面的研究。Email:chenxizhang@wzu.edu.cn

  • 中图分类号: TG44

Formation mechanism of porosity during laser welding of galvanized steel

  • 1.

    School of Mechanical and Electrical Engineering,Wenzhou University,Wenzhou 325035,China;

  • 2.

    Jiangsu Beiren Robot System CO.,LTD,Suzhou 215123,China

  • 摘要: 气孔是镀锌钢板焊接的主要缺陷。为深入研究镀锌高强钢板（DP780）的镀锌层在激光焊接过程中气孔产生的机理，采用高速摄像机观察焊接过程中锌蒸汽的逃逸过程和渠道，总结了内部气孔和外部气孔的形成机理，并基于气孔形成机理总结了锌蒸汽逃逸的二个通道动态平衡的控制方法。通过对焊接功率和焊接速度等工艺参数下的锌蒸汽逃逸过程观察和气孔实际形成率的分析试验，证明控制锌蒸汽二个逃逸通道的动态平衡能降低焊接接头气孔率。试验表明，通过改善锌蒸汽的逃逸通道动态平衡，焊接接头的气孔率减少了3.99倍。该方法可以较好地解释镀锌高强钢板激光焊接接头飞溅和外部气孔缺陷问题，并可用于改善焊接工艺参数，提高锌蒸汽逃逸效率进而改善镀锌高强钢板的焊接质量和外观。
    Abstract: Porosity is the main drawback during welding of galvanized steel sheets. In order to investigate the escape process of the zinc vapor produced during laser welding of galvanized high-strength steel plate (DP780), a high speed camera was used to record this escape process and channels. Based on the observation, the formation mechanism of internal porosity and external porosity was summarized, and the two-channel dynamic balance control method of zinc vapor escape was summarized based on this mechanism. By observing the test process and analyzing the actual formation rate of porosity, it is proved that the dynamic balance of the two escape channels can reduce the porosity of the welded joint. The experimental results show that, by improving the dynamic equilibrium of escape route of zinc vapor, the porosity of welded joints decreases 3.99 times. It shows that this method can well explain the splashing and external porosity defects of galvanized high strength steel plate, and improve the welding process parameters, so as to improve the efficiency of zinc vapor escape and the welding quality and appearance of galvanized high strength steel plate.
  • [1] Wu Qiang, Chen Genyu, Gong Jinke, et al. Corrosion property of laser welded joint of high-strength galvanized sheet[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(S1):652-655. (in Chinese)伍强, 陈根余, 龚金科,等. 激光焊接高强度镀锌钢板的耐蚀性研究[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(S1):652-655.
    [2] Ma J, Kong F, Carlson B, et al. Two-pass laser welding of galvanized high-strength dual-phase steel for a zero-gap lap joint configuration[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2013, 213(3):495-507.
    [3] Hu Chao. GMA welding process and porosity formation mechanism of DP780 galvanized dual phase steel[D]. Zhenjiang:Jiangsu University, 2016. (in Chinese)胡超. DP780镀锌双相钢GMA焊工艺及气孔形成机理[D]. 镇江:江苏大学, 2016.
    [4] Hang Song. Study on the technology of zero-gap laser lap welding of galvanized steel sheet under local negative pressure[D]. Wuhan:Huazhong University of Science and Technology, 2015. (in Chinese)杭松. 局部负压条件下镀锌钢板零间隙激光搭接焊的工艺研究[D]. 武汉:华中科技大学, 2015.
    [5] Norman P, Eriksson I, Kaplan A F H. Monitoring laser beam welding of zinc coated sheet metal to analyze the defects occurring[C]//12th Nordic Laser Material Processing Conference, Copenhague(DK), FORCE Technology, 2009.
    [6] Gao Xiangdong, Li Zhuman, You Deyong, et al. Analysis of laser welding keyhole characteristics based on near-infrared high speed camera and X-ray sensing[J]. Optics and Precision Engineering, 2016, 34(10):2400-2407. (in Chinese)高向东, 李竹曼, 游德勇,等. 激光焊匙孔特征的近红外与X射线传感分析[J]. 光学精密工程, 2016, 34(10):2400-2407.
    [7] Xu Chunying, Liu Shuangyu, Zhang Hong, et al. Analysis of droplet transfer characteristics and force in laser-arc hybrid welding process[J]. Acta Mechanical Engineering Journal, 2017. (in Chinese)徐春鹰, 刘双宇, 张宏,等. 激光-电弧复合焊过程的熔滴过渡特征与受力分析[J]. 机械工程学报, 2017.
    [8] Liu Wenmin. Stability and direct control of arc welding process for dp590 automotive lap joint[D]. Shanghai:Shanghai Jiaotong University, 2012. (in Chinese)刘文敏. DP590汽车用钢搭接接头弧焊过程稳定性及缺陷控制[D]. 上海:上海交通大学, 2012.
    [9] Wang Wei, Liu Qi, Yang Guang, et al. Numerical simulation of electromagnetic flow, temperature field and flow field in laser molten pool with electromagnetic stirring[J]. Chinese Journal of Lasers, 2015, 42(2):40-47. (in Chinese)王维, 刘奇, 杨光, 等. 电磁搅拌作用下激光熔池电磁场、温度场和流场的数值模拟[J]. 中国激光, 2015, 42(2):40-47.
    [10] Zhang Y, Li Q, Xu L, et al. A mechanistic study on the inhibition of zinc behavior during laser welding of galvanized steel[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2015, 137(1):011011.
    [11] Ma Yinan, Tao Wang, Chen Yanbin. Laser spot welding of LF6 aluminum with double laser beams[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(3):707-711. (in Chinese)马轶男, 陶汪, 陈彦宾. LF6铝合金双光束激光点焊工艺研究[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(3):707-711.
    [12] Huang Ke, Huang Chao, Zhao Liu, et al. Effects of flow field uniformity on energy stability of discharge initiated repetitively pulsed HF laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(1):0106007. (in Chinese)黄珂, 黄超, 赵柳, 等. 流场均匀性对重频HF激光能量稳定输出的影响[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(1):0106007.
  • [1] 董丽丽, 高晴, 吴家森, 夏祥宇, 刘世明, 修俊山.  基于皮秒激光诱导击穿光谱技术的镓酸锌薄膜的快速定量分析研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220470-1-20220470-9. doi: 10.3788/IRLA20220470
    [2] 张月来, 龙维峰, 姚杞, 林吉, 刘泽辉, 刘博文.  铝合金车体焊接同步激光清洗技术研究 (特邀) . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220534-1-20220534-8. doi: 10.3788/IRLA20220534
    [3] 彭进, 许红巧, 王永彪, 王星星, 张永振, 龙伟民, 张定宇.  激光光斑尺寸对激光焊接熔池、匙孔行为的影响 . 红外与激光工程, 2023, 52(7): 20220130-1-20220130-11. doi: 10.3788/IRLA20220130
    [4] 万浩华, 何洋, 季艳慧, 陈飞.  缓冲气体对循环流动铯蒸汽激光器气体温度分布和输出特性的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20211105-1-20211105-9. doi: 10.3788/IRLA20211105
    [5] 巴一, 韩善果, 杨永强, 郑世达, 师文庆.  激光摆动路径对钢/铝点焊接头组织与性能的影响 . 红外与激光工程, 2022, 51(8): 20210799-1-20210799-10. doi: 10.3788/IRLA20210799
    [6] Xu Baoxiang, Xiong Zhi, Huang Jixun, Yu Haicheng.  Research on method of improving magnetic field adaptability of high-precision IFOG . 红外与激光工程, 2021, 50(4): 20200239-1-20200239-8. doi: 10.3788/IRLA20200239
    [7] 李世杰, 徐超, 黄岳田, 王守义, 刘卫国.  车削加工硫化锌晶体工艺 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190567-1-20190567-8. doi: 10.3788/IRLA20190567
    [8] 季艳慧, 何洋, 万浩华, 孙俊杰, 陈飞.  高功率循环流动型半导体泵浦碱金属蒸汽激光器研究进展（特邀） . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201080-1-20201080-11. doi: 10.3788/IRLA20201080
    [9] 刘旭超, 成洪玲, 王志敏, 彭钦军, 许祖彦.  光学端面泵浦碱金属铷蒸汽激光器获得693 W峰值功率输出 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200114-20200114. doi: 10.3788/IRLA20200114
    [10] 彭进, 王星星, 许红巧, 杨嘉佳, 张芙蓉.  熔滴填充位置对激光焊接熔池动态行为的影响 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20200025-1-20200025-8. doi: 10.3788/IRLA20200025
    [11] 刘春阳, 鞠莹, 王帅, 母一宁.  基于岛状多晶氧化锌薄膜的电泵浦紫外随机激光 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1220002-1220002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1220002
    [12] 杨志斌, 李浩哲, 王斌, 陈禹昕.  铝合金T型接头双侧激光焊接气孔缺陷影响规律研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 906004-0906004(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0906004
    [13] 彭进, 张文洁, 王星星, 郭国全, 张芙蓉.  焊丝熔化填充方式对激光焊接熔池影响的数值模拟 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 306005-0306005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0306005
    [14] 武伟, 陈桂明, 赵娜, 樊博璇.  激光在高速钢表面加工沟槽表面织构的实验研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206008-0206008(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0206008
    [15] Sekou Singare, 陈盛贵, 钟欢欢.  激光透射焊接聚碳酸酯的有限元分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 206005-0206005(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0206005
    [16] 徐艳, 陈飞, 谢冀江, 李殿军, 杨贵龙, 高飞, 郭劲.  缓冲气体对碱金属蒸汽激光器工作特性的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 455-460.
    [17] 郭卫, 孔德军, 叶存冬, 张垒.  激光热处理对1Cr5Mo耐热钢焊接接头拉伸性能的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1145-1149.
    [18] 任维彬, 董世运, 徐滨士, 王玉江, 闫世兴, 方金祥.  FV520(B)钢叶片模拟件激光再制造成形试验分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3303-3308.
    [19] 闫世兴, 董世运, 徐滨士, 王玉江, 任维彬, 方金祥.  激光熔覆过程中熔池对流运动对熔覆层气孔和元素分布的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2832-2839.
    [20] 高飞, 陈飞, 谢冀江, 张来明, 李殿军, 杨贵龙, 郭劲.  半导体泵浦铯蒸汽激光器工作特性分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2386-2391.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-06-13
  • 修回日期:  2017-07-17
  • 刊出日期:  2017-12-31

镀锌高强钢激光焊接气孔形成机理

doi: 10.3788/IRLA201746.S106001
  • 1. 温州大学 机电工程学院,浙江 温州 325035;
  • 2. 江苏北人机器人系统股份有限公司,江苏 苏州 215123
    • 作者简介:

    黄磊(1991-),男,硕士生,主要从事激光焊接、激光熔覆方面的研究。Email:huangleichinawzu@gmail.com

    通讯作者: 陈希章(1976-),男,教授,博士,主要从事智能化机器人焊接、激光焊接与表面处理、电弧增材制造等方面的研究。Email:chenxizhang@wzu.edu.cn
  • 收稿日期: 2017-06-13
  • 修回日期: 2017-07-17
  • 刊出日期: 2017-12-31
基金项目:

国家自然科学基金（KZ1511033）

  • 中图分类号: TG44

摘要: 气孔是镀锌钢板焊接的主要缺陷。为深入研究镀锌高强钢板（DP780）的镀锌层在激光焊接过程中气孔产生的机理，采用高速摄像机观察焊接过程中锌蒸汽的逃逸过程和渠道，总结了内部气孔和外部气孔的形成机理，并基于气孔形成机理总结了锌蒸汽逃逸的二个通道动态平衡的控制方法。通过对焊接功率和焊接速度等工艺参数下的锌蒸汽逃逸过程观察和气孔实际形成率的分析试验，证明控制锌蒸汽二个逃逸通道的动态平衡能降低焊接接头气孔率。试验表明，通过改善锌蒸汽的逃逸通道动态平衡，焊接接头的气孔率减少了3.99倍。该方法可以较好地解释镀锌高强钢板激光焊接接头飞溅和外部气孔缺陷问题，并可用于改善焊接工艺参数，提高锌蒸汽逃逸效率进而改善镀锌高强钢板的焊接质量和外观。

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