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CO2激光-MIG同軸復(fù)合焊方法及鋁合金焊接的研究
2012-12-28
近年來，激光-電弧復(fù)合焊接因其間隙敏感性低、焊接適應(yīng)性好，同時(shí)熔深大焊速快等特點(diǎn)成為激光激光加工領(lǐng)域和焊接領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。具體來說，激光-電弧復(fù)合焊接有以下特點(diǎn)：
(1)可降低工件裝配要求，間隙適應(yīng)性好。
(2)復(fù)合焊接利用電弧的復(fù)合作用，在保證大熔深的同時(shí)適當(dāng)增加熔池寬度，降低凝固速度，有利于減小氣孔傾向。
(3)可以實(shí)現(xiàn)在較低激光功率下獲得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。
(4)電弧對(duì)等離子體有稀釋作用，可減小對(duì)激光的屏蔽效應(yīng)，同時(shí)激光對(duì)電弧有引導(dǎo)和聚焦作用，使焊接過程穩(wěn)定性提高。
(5)利用電弧焊的填絲可改善焊縫成分和性能。對(duì)焊接特種材料或異種材料有重要意義。
光束發(fā)散角為0.25mrad。激光束經(jīng)光路系統(tǒng)傳輸?shù)綇?fù)合焊矩，并最終聚焦在工件表面。焊接系統(tǒng)采用自適應(yīng)脈沖CO2焊機(jī)，焊接時(shí)工件接負(fù)。復(fù)合焊矩是由一組光學(xué)變換器件和一個(gè)焊接電極導(dǎo)入機(jī)構(gòu)組成，其中光學(xué)變換頭可以實(shí)現(xiàn)將激光束分為雙光束，然后再經(jīng)兩個(gè)聚焦鏡將雙光束聚焦在同一位置，而焊絲（電極）則從雙光束中間送入，并處于光束中心，最終可以在工件表面會(huì)聚成一個(gè)激光光斑與電弧復(fù)合的同軸熱源。
在本文的焊接實(shí)驗(yàn)中，主要研究激光的引入對(duì)鋁合金焊接質(zhì)量的影響，同時(shí)為防止出現(xiàn)類似鋁合金激光深熔焊時(shí)極易產(chǎn)生的小孔型氣孔，在實(shí)驗(yàn)中將激光雙光束的會(huì)聚點(diǎn)設(shè)置在離焦位置，即不形成小孔效應(yīng)(當(dāng)然，從將來復(fù)合焊的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，應(yīng)當(dāng)形成小孔效應(yīng)以獲得最大熔深)。另外，在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了激光在電弧前方和電弧在激光前方的復(fù)合焊接實(shí)驗(yàn)。脈沖MIG焊的規(guī)范：焊接電25V，焊接電流150A，送絲速度5.5m/min，焊絲直徑1.2mm激光功率1000W，1400W和1800W，焊接速度0.3m/min。焊后對(duì)焊縫成形進(jìn)行觀察和測(cè)量。
http://www.kafenchem.com/
(1)可降低工件裝配要求，間隙適應(yīng)性好。
(2)復(fù)合焊接利用電弧的復(fù)合作用，在保證大熔深的同時(shí)適當(dāng)增加熔池寬度，降低凝固速度，有利于減小氣孔傾向。
(3)可以實(shí)現(xiàn)在較低激光功率下獲得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。
(4)電弧對(duì)等離子體有稀釋作用，可減小對(duì)激光的屏蔽效應(yīng)，同時(shí)激光對(duì)電弧有引導(dǎo)和聚焦作用，使焊接過程穩(wěn)定性提高。
(5)利用電弧焊的填絲可改善焊縫成分和性能。對(duì)焊接特種材料或異種材料有重要意義。
光束發(fā)散角為0.25mrad。激光束經(jīng)光路系統(tǒng)傳輸?shù)綇?fù)合焊矩，并最終聚焦在工件表面。焊接系統(tǒng)采用自適應(yīng)脈沖CO2焊機(jī)，焊接時(shí)工件接負(fù)。復(fù)合焊矩是由一組光學(xué)變換器件和一個(gè)焊接電極導(dǎo)入機(jī)構(gòu)組成，其中光學(xué)變換頭可以實(shí)現(xiàn)將激光束分為雙光束，然后再經(jīng)兩個(gè)聚焦鏡將雙光束聚焦在同一位置，而焊絲（電極）則從雙光束中間送入，并處于光束中心，最終可以在工件表面會(huì)聚成一個(gè)激光光斑與電弧復(fù)合的同軸熱源。
在本文的焊接實(shí)驗(yàn)中，主要研究激光的引入對(duì)鋁合金焊接質(zhì)量的影響，同時(shí)為防止出現(xiàn)類似鋁合金激光深熔焊時(shí)極易產(chǎn)生的小孔型氣孔，在實(shí)驗(yàn)中將激光雙光束的會(huì)聚點(diǎn)設(shè)置在離焦位置，即不形成小孔效應(yīng)(當(dāng)然，從將來復(fù)合焊的實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，應(yīng)當(dāng)形成小孔效應(yīng)以獲得最大熔深)。另外，在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了激光在電弧前方和電弧在激光前方的復(fù)合焊接實(shí)驗(yàn)。脈沖MIG焊的規(guī)范：焊接電25V，焊接電流150A，送絲速度5.5m/min，焊絲直徑1.2mm激光功率1000W，1400W和1800W，焊接速度0.3m/min。焊后對(duì)焊縫成形進(jìn)行觀察和測(cè)量。
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