CO2激光-MIG同轴复合焊方法及铝合金焊接的研究
2012-12-28
近年来，激光-电弧复合焊接因其间隙敏感性低、焊接适应性好，同时熔深大焊速快等特点成为激光激光加工领域和焊接领域的研究热点之一。具体来说，激光-电弧复合焊接有以下特点：
(1)可降低工件装配要求，间隙适应性好。
(2)复合焊接利用电弧的复合作用，在保证大熔深的同时适当增加熔池宽度，降低凝固速度，有利于减小气孔倾向。
(3)可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。
(4)电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。
(5)利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能。对焊接特种材料或异种材料有重要意义。
光束发散角为0.25mrad。激光束经光路系统传输到复合焊矩，并最终聚焦在工件表面。焊接系统采用自适应脉冲CO2焊机，焊接时工件接负。复合焊矩是由一组光学变换器件和一个焊接电极导入机构组成，其中光学变换头可以实现将激光束分为双光束，然后再经两个聚焦镜将双光束聚焦在同一位置，而焊丝（电极）则从双光束中间送入，并处于光束中心，最终可以在工件表面会聚成一个激光光斑与电弧复合的同轴热源。
在本文的焊接实验中，主要研究激光的引入对铝合金焊接质量的影响，同时为防止出现类似铝合金激光深熔焊时极易产生的小孔型气孔，在实验中将激光双光束的会聚点设置在离焦位置，即不形成小孔效应(当然，从将来复合焊的实际应用出发，应当形成小孔效应以获得最大熔深)。另外，在实验中进行了激光在电弧前方和电弧在激光前方的复合焊接实验。脉冲MIG焊的规范：焊接电25V，焊接电流150A，送丝速度5.5m/min，焊丝直径1.2mm激光功率1000W，1400W和1800W，焊接速度0.3m/min。焊后对焊缝成形进行观察和测量。
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(1)可降低工件装配要求，间隙适应性好。
(2)复合焊接利用电弧的复合作用，在保证大熔深的同时适当增加熔池宽度，降低凝固速度，有利于减小气孔倾向。
(3)可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。
(4)电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。
(5)利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能。对焊接特种材料或异种材料有重要意义。
光束发散角为0.25mrad。激光束经光路系统传输到复合焊矩，并最终聚焦在工件表面。焊接系统采用自适应脉冲CO2焊机，焊接时工件接负。复合焊矩是由一组光学变换器件和一个焊接电极导入机构组成，其中光学变换头可以实现将激光束分为双光束，然后再经两个聚焦镜将双光束聚焦在同一位置，而焊丝（电极）则从双光束中间送入，并处于光束中心，最终可以在工件表面会聚成一个激光光斑与电弧复合的同轴热源。
在本文的焊接实验中，主要研究激光的引入对铝合金焊接质量的影响，同时为防止出现类似铝合金激光深熔焊时极易产生的小孔型气孔，在实验中将激光双光束的会聚点设置在离焦位置，即不形成小孔效应(当然，从将来复合焊的实际应用出发，应当形成小孔效应以获得最大熔深)。另外，在实验中进行了激光在电弧前方和电弧在激光前方的复合焊接实验。脉冲MIG焊的规范：焊接电25V，焊接电流150A，送丝速度5.5m/min，焊丝直径1.2mm激光功率1000W，1400W和1800W，焊接速度0.3m/min。焊后对焊缝成形进行观察和测量。
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