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建筑用玻璃与钛合金TC4的激光封接工艺及性能研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:TG456.7[金属学及工艺—焊接]
  • 作者机构:[1]苏州大学机电工程学院激光加工中心,江苏苏州215021, [2]苏州大学沙钢钢铁学院,江苏苏州215021
  • 相关基金:科技部重大合作项目(2010DFB3100)、国家自然科学基金(51172221)、苏州市科技计划(应用基础研究计划)(SYG201419)
中文摘要:

钛合金因具有强度高、质量轻、耐腐蚀性强等优良性能,其与玻璃的连接被广泛应用于新型建筑物屋顶、幕墙、窗户等。以建筑用玻璃和钛合金TC4为实验材料,利用300 W Nd:YAG毫秒级脉冲激光器采用透射焊接方式对两者进行连接。利用万能拉伸试验机测量焊接件拉断力,用扫描电子显微镜观察玻璃断口及焊缝截面形貌。研究了工艺参数(功率、脉宽、频率、离焦量)对焊缝成形、焊接件拉断力及玻璃断口形貌的影响,讨论了激光作用下玻璃与钛合金的连接机理。研究表明,毫秒级脉冲激光可实现玻璃与TC4的可靠封接,封接件拉断力最大可达140.76 N。界面处形成的玻璃钛合金镶嵌结构对两者的连接起主要作用,激光辐照区周边形成的粘附物对连接起辅助作用。

英文摘要:

The bonding of glass and titanium alloy is widely applied in roof, curtain wall, windows due to its excellent performance such as high strength, light weight and corrosion resistance. An experimental study of welding of dissimilar materials between transparent architectural glass and titanium alloy (TC4) using a pulsed mode 300 W Nd:YAG laser is reported. The process is achieved when the joint is irradiated from the glass side. The test of breaking strength is conducted by universal tensile test machine. The fracture morphology on glass side and microstructure of weldment are analyzed using scanning electron microscopy. The influence of process parameters (power, pulse duration, pulse repetition rate, defocus distance) on weld seam formability, breaking strength and fracture morphology are studied. The results indicate that a good glass-to-TC4 joint can be obtained using millisecond pulsed laser. The maximum breaking strength of the weldment is 140.76 N. The mixed structure of glass and TC4 at the interface plays an important role in connecting the two materials, and adhesion particles play a subsidiary role.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849