激光冲击处理对焊接结构力学性能研究

摘 要：本文对激光冲击技术在焊接结构中应用研究的文献从数量、被引用、被下载次数，基金分布和研究层次，作者和机构进行了统计和分析，在此基础上针对激光冲击技术在焊接结构中应用研究内容划分为逐步展开阶段（1981），加速推进阶段（2002-2008），积极发展阶段（2009-至今）进行了分析和总结，以期为激光冲击技术在焊接结构中进一步应用提供借鉴和依据。

关键词：激光冲击；焊接结构；力学性能

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.042

1 数据检索

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2 激光冲击焊接结构文献总体分析

2.1 文献数量、被应用和下载次数分析

如表1所示，激光冲击焊接结构相关文献总共有67篇，第一篇相关文献发表于1981年，直到2002年再次发表了相关文献，从2006年至今文献数量总体呈现出增长的趋势，但是增加幅度不大，个别年份文献数量甚至出现了下降，如2008年仅有一篇，2011年也只有3篇，2014年发表文献最多，达到16篇。

从被引用次数看，相关文献总共被引用115次，各年份被引用次数不一，其中又以2006和2010年被引用次数最多，分别为27和21次。从文献来源来看，博士学位论文被引用前2位分别是“高强度和超高强度相变塑性钢的开发和研究”和“低功率YAG激光+TIG复合热源焊接技术研究”，引用次数均为8次；硕士优秀论文被引用前两位分别为“激光喷丸强化不锈钢焊接接头抗应力腐蚀研究”，“6mm不锈钢（304）光纤激光焊接工艺的研究”，分别被引用7和5次；中国会议论文尚未被引用。

2.2 作者机构分析

从发文机构来看，相关度前5位为别为江苏大学、兰州理工大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、湖南大学。这些机构从分布区域上看，大部分集中在长三角、珠三角这些工业、制造业发达的地区，表明了激光冲击焊接研究在我国的研究与我国区域经济背景有密切相关度。从机构学科背景看，除了少数的职业技术学院和师范大学，大部分属于实力雄厚的综合大学和理工科大学。

3 激光冲击焊接结构内容分析

根据激光冲击焊接结构数量和内容，本文将激光冲击焊接结构研究分为三个阶段：逐步展开阶段（1981）；加速推进阶段（2002-2008）；积极发展阶段（2009-至今）。

3.1 逐步展开阶段（1981）

这一阶段只有Allan H.Clauer等人发表的“铝合金焊接区的激光冲击强化”，这篇文章主要通过压力的测定、抗拉试验以及采用两种不同的激光冲击方式和两种最大功率密度水平对5086和6061合金试样进行了激光冲击研究[1]，研究结果显示两种变形铝合金的焊接区可以采用激光冲击的方法强化，也可提高热影响区的位错密度。这一阶段的研究数量较少，表明了我国在激光冲击焊接结构方面起步较晚。

3.2 加速推进阶段（2002-2008）

这一阶段一共有10篇文章，平均每一年达到1.43篇，对激光冲击焊接结构内容也趋向多元化和具体化，总结为：激光冲击焊接为不锈钢焊接接头的焊接构件发生应力腐蚀开裂提供了应力来源，开始采用实验分析的方法结合数值模拟对其进行研究，以及面对我国聚晶金刚石复合片性能表现出和国外巨大的差距的问题，从不同的方法进行了尝试性改进；其他文献也从马氏体不锈钢焊接材料及焊接工艺方法，高强度和超高强度相变塑性钢的开发和全铝结构船长甲板的CO2激光焊接技术等方面研究[2]。

3.3 积极发展阶段（2009-至今）

这一阶段总共发表文章56篇，平均年发文量为9.33篇，与前两个阶段相比，数量上有了较大增幅，研究内容也进一步细化，范围进一步扩大。总结为：（1）在对国际上和国内激光冲击处理焊缝研究基础上，对有无吸收层激光冲击处理的对比以及核反应堆焊接结构处理技术进行了展望；（2）出现了对2A16铝合金激光焊接工艺研究及数值模拟，高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺研究，甚至开始对水下爆炸冲击载荷下激光焊接夹层板动态响应进行了分析研究；（3）激光冲击对不同材料进行焊接需要采用的方法进行了数值模拟和分析。

4 结语

激光冲击技术在焊接结构的研究起步相对较晚，但是发展迅速，亦涌现出很多高质量创新性的文章；方法上不在是单纯的理论方法，数值模拟和分析方法被广泛应用；研究更具体化，专业化，建立了符合各种材料类型的焊接技术；这一系列的研究对我国在激光冲击技术在焊接结构中的应用有积极的借鉴作用和指导意义。

参考文献：

[1]Allan H.Clauer，关学丰，范靖亚.铝合金焊接区的激光冲击强化[J].轻金属，1981，58-62.

[2]唐霞辉，周金鑫，周毅.同轴双层喷嘴辅助气体对激光深熔焊接光致等离子体的控制[J].中国机械工程，2003，14（14）：1179-1181.