激光沖擊處理對焊接結構力學性能研究

張超

摘 要：本文對激光沖擊技術在焊接結構中應用研究的文獻從數量、被引用、被下載次數，基金分布和研究層次，作者和機構進行了統(tǒng)計和分析，在此基礎上針對激光沖擊技術在焊接結構中應用研究內容劃分為逐步展開階段（1981），加速推進階段（2002-2008），積極發(fā)展階段（2009-至今）進行了分析和總結，以期為激光沖擊技術在焊接結構中進一步應用提供借鑒和依據。

關鍵詞：激光沖擊；焊接結構；力學性能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.21.042

1 數據檢索

中國知網中文獻具有版權明確，信息出處正規(guī)，內容可靠的特點，可以作為學術研究的依據[1]。檢索主題為“激光沖擊”并且“焊接結構”，采用模糊檢索；為了更詳細的了解高職院校宿舍管理，檢索時間不受限制，期刊來源類別為全部期刊。

2 激光沖擊焊接結構文獻總體分析

2.1 文獻數量、被應用和下載次數分析

如表1所示，激光沖擊焊接結構相關文獻總共有67篇，第一篇相關文獻發(fā)表于1981年，直到2002年再次發(fā)表了相關文獻，從2006年至今文獻數量總體呈現出增長的趨勢，但是增加幅度不大，個別年份文獻數量甚至出現了下降，如2008年僅有一篇，2011年也只有3篇，2014年發(fā)表文獻最多，達到16篇。

從被引用次數看，相關文獻總共被引用115次，各年份被引用次數不一，其中又以2006和2010年被引用次數最多，分別為27和21次。從文獻來源來看，博士學位論文被引用前2位分別是“高強度和超高強度相變塑性鋼的開發(fā)和研究”和“低功率YAG激光+TIG復合熱源焊接技術研究”，引用次數均為8次；碩士優(yōu)秀論文被引用前兩位分別為“激光噴丸強化不銹鋼焊接接頭抗應力腐蝕研究”，“6mm不銹鋼（304）光纖激光焊接工藝的研究”，分別被引用7和5次；中國會議論文尚未被引用。

2.2 作者機構分析

從發(fā)文機構來看，相關度前5位為別為江蘇大學、蘭州理工大學、哈爾濱工業(yè)大學、大連理工大學、湖南大學。這些機構從分布區(qū)域上看，大部分集中在長三角、珠三角這些工業(yè)、制造業(yè)發(fā)達的地區(qū)，表明了激光沖擊焊接研究在我國的研究與我國區(qū)域經濟背景有密切相關度。從機構學科背景看，除了少數的職業(yè)技術學院和師范大學，大部分屬于實力雄厚的綜合大學和理工科大學。

3 激光沖擊焊接結構內容分析

根據激光沖擊焊接結構數量和內容，本文將激光沖擊焊接結構研究分為三個階段：逐步展開階段（1981）；加速推進階段（2002-2008）；積極發(fā)展階段（2009-至今）。

3.1 逐步展開階段（1981）

這一階段只有Allan H.Clauer等人發(fā)表的“鋁合金焊接區(qū)的激光沖擊強化”，這篇文章主要通過壓力的測定、抗拉試驗以及采用兩種不同的激光沖擊方式和兩種最大功率密度水平對5086和6061合金試樣進行了激光沖擊研究[1]，研究結果顯示兩種變形鋁合金的焊接區(qū)可以采用激光沖擊的方法強化，也可提高熱影響區(qū)的位錯密度。這一階段的研究數量較少，表明了我國在激光沖擊焊接結構方面起步較晚。

3.2 加速推進階段（2002-2008）

這一階段一共有10篇文章，平均每一年達到1.43篇，對激光沖擊焊接結構內容也趨向多元化和具體化，總結為：激光沖擊焊接為不銹鋼焊接接頭的焊接構件發(fā)生應力腐蝕開裂提供了應力來源，開始采用實驗分析的方法結合數值模擬對其進行研究，以及面對我國聚晶金剛石復合片性能表現出和國外巨大的差距的問題，從不同的方法進行了嘗試性改進；其他文獻也從馬氏體不銹鋼焊接材料及焊接工藝方法，高強度和超高強度相變塑性鋼的開發(fā)和全鋁結構船長甲板的CO2激光焊接技術等方面研究[2]。

3.3 積極發(fā)展階段（2009-至今）

這一階段總共發(fā)表文章56篇，平均年發(fā)文量為9.33篇，與前兩個階段相比，數量上有了較大增幅，研究內容也進一步細化，范圍進一步擴大?？偨Y為：（1）在對國際上和國內激光沖擊處理焊縫研究基礎上，對有無吸收層激光沖擊處理的對比以及核反應堆焊接結構處理技術進行了展望；（2）出現了對2A16鋁合金激光焊接工藝研究及數值模擬，高強鋼激光-MAG復合熱源焊接工藝研究，甚至開始對水下爆炸沖擊載荷下激光焊接夾層板動態(tài)響應進行了分析研究；（3）激光沖擊對不同材料進行焊接需要采用的方法進行了數值模擬和分析。

4 結語

激光沖擊技術在焊接結構的研究起步相對較晚，但是發(fā)展迅速，亦涌現出很多高質量創(chuàng)新性的文章；方法上不在是單純的理論方法，數值模擬和分析方法被廣泛應用；研究更具體化，專業(yè)化，建立了符合各種材料類型的焊接技術；這一系列的研究對我國在激光沖擊技術在焊接結構中的應用有積極的借鑒作用和指導意義。

參考文獻：

[1]Allan H.Clauer，關學豐，范靖亞.鋁合金焊接區(qū)的激光沖擊強化[J].輕金屬，1981，58-62.

[2]唐霞輝，周金鑫，周毅.同軸雙層噴嘴輔助氣體對激光深熔焊接光致等離子體的控制[J].中國機械工程，2003，14（14）：1179-1181.