对大功率激光＋p-mag复合热源焊接工艺

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1、学兔兔www.xuetutu.com俘掳生产应用大功率激光+P—MAG复合热源焊接工艺机械科学研究院哈尔滨焊接研究所(150080)徐良王旭友王威杜兵摘要激光一MAG复合热源焊接工艺参数较多，主要包括激光功率、光丝间距、离焦量、焊接速度、激光倾角等。工艺试验结果表明，复合焊熔深随激光功率的增加而增加，其余焊接工艺参数不变，当激光功率由2kW增加为5．5kW时，复合焊熔深增加近一倍；光丝间距D=1mm时熔深最大，最佳光丝间距为2—4mm，随着D的增大，复合焊效果减弱；激光入焦2—10mm时熔深较大，上离焦大于8mm或入焦大于12mm后激光深熔焊现象基本消失；激光前倾比后倾时所获得的熔深大

2、，随着倾角的增大熔深减小明显；降低焊接速度能有效增加熔深。关键词：复合热源焊接激光MAG电弧焊接工艺参数中图分类号：TG456．9其化学成分及MAG焊熔敷金属力学性能分列表1、表2。0前言试验采用额定功率为6kW的碟形激光器，光纤直激光一MAG复合热源焊接技术是把激光热源和径0．2mm，焊枪焦距厂=200mm，弧焊机采用全数字化MAG热源复合起来作用在同一熔池的焊接方法，它能MAG／MIG焊机。充分发挥二种热源的优势，较好地解决单一激光焊搭表1化学成分(质量分数，％)接能力差、装配精度高、容易产生气孔、咬边以及难以焊接高反射金属等缺陷，20世纪90年代以来，成为最具应用前景的焊接方法之

3、一，受到了国内外学者的广泛关注卜引。近年来对复合热源焊接工艺参数的影响规律研究较多，然而没有较系统总结得出各项工艺参数对焊缝表2ER50—6焊丝MAG焊熔敷金属力学性能成形的影响，所采用的激光功率较低J。文中通过激光一MAG复合热源焊接工艺参数关联性试验，研究了主要工艺参数对焊缝成形的影响规律，提出了焊缝良好成形的关键工艺参数范围，为日后进行大功率激光一MAG复合热源焊接提供了较系统的试验研究依据。2试验方法1试验材料及设备平板单道焊主要试验工艺参数包括：激光功率P、试验用板材为Q235(15mm厚)钢板，其主要化学焊接倾角、离焦量△、光丝间距D，焊接速度，各参成分列于表l。试验焊丝为

4、ER50—6，直径1．2mm，数列于表3。试验时单一变动要考察量，其余参数不表3复合焊试验用工艺参数变，规定激光焦点在工件表面以上时为正。焊接示意收稿日期：2011一O5—1O图见图1。402011年第8期学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com生产应用，缛搭光丝间距对复合焊熔深的影响见图2b和图3b，在4结论光丝间距D=1mm时，复合焊熔深处于最大值，随着光丝间距的增大，复合作用减弱，熔深减小，当光丝间距(1)激光功率对复合焊熔深影响较大，随着激光功D>6mm时，复合焊效果几乎消失，焊缝熔深与单激光率的增加，熔深相应

5、增加。其余焊接工艺参数不变，当熔深相当。出现上述现象的原因在于当激光束入射在激光功率由2kW增加为5．5kW，复合焊熔深增加近熔池中心时，激光束主要照射在熔滴上，一方面造成了一倍。大量的激光能量被反射掉，另一方面熔滴上的大直径(2)激光功率为5．5kW时，最佳光丝间距D为2光斑减少了激光能量的热辐射作用，导致熔滴过渡频—4mm，随着D的增大，复合效果减弱直至消失。在D率相对较低，熔深减小。当激光束与电弧之间间距较：1mm时熔深最大。大时，电弧及保护气体不能有效地抑制激光等离子体，(3)离焦量△z对复合焊熔深影响显著。激光功导致激光等离子体增多，从而加重了对激光束的吸收、率为5．5kW时

6、，激光入焦2～10mm时熔深较大，上离折射、散射等作用，使得到达工件的激光能量降低而影焦大于8mm或人焦大于12mm后激光深熔焊现象基响了熔深J。本消失。光束的焦点位置显著影响激光作用在工件的能量(4)复合焊激光前倾时的熔深大于后倾焊接，且随密度，是复合焊中的重要参数。从图2c和图3c中可以着后倾角的增大，熔深显著减小。同时，减小焊接速度能有效增加焊缝熔深。’看出，同样光斑直径时，采用负离焦焊接时的熔深大于正离焦，5．5kW激光功率条件下，激光人焦2—10mm参考文献时熔深较大，上离焦大于8mm或入焦大于12mm后激[1]BaggerC，OlsenFO．Reviewoflaserhyb

7、ridwelding．Journal光深熔焊现象基本消失，焊接由深熔焊变为热导焊。LaserAppications，2005，1(17)：2—14．现有的研究表明获得最佳焦点位置是在工件表面下[2]RayesME1，walzC，SepoldG．Theinfluenceofvarioushy-(入焦)1～2．5mm，这时焊缝深宽比最大J，实际上最bridweldingparametersonbeadgeometry[J]．Welding．Jour