辅助气体对CO_2激光焊接等离子体的作用

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1、第卷第期华中理工大学学报年月辅助气体对激光焊接等离子体的作用唐霞辉朱海红段军李家熔激光研究院摘要从激光焊接时等离子体产生的机理出发,针对厚板焊接,采用一套精密调节装置对辅助气体控制等离子体的,、主要工艺参数进行了试验研究并对焊接时等离子体行为小孔及,只要其压力稍高,熔池的运动进行观察结果表明无论采用何种常用气体于金属蒸气压力等离子体被压缩,和控制就可获得最佳的深穿透焊缝关锐词激光焊接等离子体辅助气体金属蒸气压力分类号·,“,在激光焊接过程中当激光功率密度超过护护时被焊工件表面由于过度蒸,,发而形成金属离子蒸气称等离

2、子体这种等离子体对激光束有屏蔽作用它能使焊缝深宽比,“”,减小形成酒杯状焊缝川在激光厚板焊接过程中高能密度的激光在金属表面必形成等离子体,并将,导致厚板焊接难以进行从机制方面考虑减少等离子体主要有两种途径一种是采,用辅助气体吹散等离子体另一种是用可抑制金属离子蒸气的保护气体从根本上阻止等离子,、体的形成生产实际中常采用前一种方法川为了获得无缺陷的焊缝有必要研究辅助气体等、、,离子体小孔熔池等之间的相互作用和关系为了保证使用辅助气体时焊接过程的重复性必,以获得最佳工艺参数须建立精密辅助气体调节装置试验设备及方法辅助气

3、体本试验采用华中理工大学激光所研制的。,,型横流激光器低阶模输出最大,,主要用于焊接光束直径争使用焦距的透镜整个试验装置包括聚焦光路系试样统、保护气体通路、辅助气体通路及调节装置、试验夹具等几个部分焊接方向,同轴保护气体在整个焊接过程中至关重要其图试验装置示意图主要作用是防止透镜污染和焊缝氧化一般通以,,,,,气气流量太小对上述不利气流量太大对熔池搅拌厉害引起焊接不稳定经试验当主喷嘴内径为帕时,气流量取·一’为最佳,,采用紫铜管喷嘴将辅助气体对中吹向激光与试样作用点如图所示喷嘴可以在有关一一收稿日期唐霞辉,男,年,

4、,。。生讲师武汉华中理工大学激光研究院第卷第期华中理工大学学报年月辅助气体对激光焊接等离子体的作用唐霞辉朱海红段军李家熔激光研究院摘要从激光焊接时等离子体产生的机理出发,针对厚板焊接,采用一套精密调节装置对辅助气体控制等离子体的,、主要工艺参数进行了试验研究并对焊接时等离子体行为小孔及,只要其压力稍高,熔池的运动进行观察结果表明无论采用何种常用气体于金属蒸气压力等离子体被压缩,和控制就可获得最佳的深穿透焊缝关锐词激光焊接等离子体辅助气体金属蒸气压力分类号·,“,在激光焊接过程中当激光功率密度超过护护时被焊工件表面由

5、于过度蒸,,发而形成金属离子蒸气称等离子体这种等离子体对激光束有屏蔽作用它能使焊缝深宽比,“”,减小形成酒杯状焊缝川在激光厚板焊接过程中高能密度的激光在金属表面必形成等离子体,并将,导致厚板焊接难以进行从机制方面考虑减少等离子体主要有两种途径一种是采,用辅助气体吹散等离子体另一种是用可抑制金属离子蒸气的保护气体从根本上阻止等离子,、体的形成生产实际中常采用前一种方法川为了获得无缺陷的焊缝有必要研究辅助气体等、、,离子体小孔熔池等之间的相互作用和关系为了保证使用辅助气体时焊接过程的重复性必,以获得最佳工艺参数须建立精

6、密辅助气体调节装置试验设备及方法辅助气体本试验采用华中理工大学激光所研制的。,,型横流激光器低阶模输出最大,,主要用于焊接光束直径争使用焦距的透镜整个试验装置包括聚焦光路系试样统、保护气体通路、辅助气体通路及调节装置、试验夹具等几个部分焊接方向,同轴保护气体在整个焊接过程中至关重要其图试验装置示意图主要作用是防止透镜污染和焊缝氧化一般通以,,,,,气气流量太小对上述不利气流量太大对熔池搅拌厉害引起焊接不稳定经试验当主喷嘴内径为帕时,气流量取·一’为最佳,,采用紫铜管喷嘴将辅助气体对中吹向激光与试样作用点如图所示喷嘴

7、可以在有关一一收稿日期唐霞辉,男,年,,。。生讲师武汉华中理工大学激光研究院第期唐霞辉等辅助气体对激光焊接等离子体的作用随着增大,第区间缩小并向左移其原因,口离,是增大喷嘴激光作用点距离增大气白,日,体喷出后发散使气体能充分吹到整个等离子体区一时,取。,,当,,,,同样发现随增大第区间·,缩小并且整个曲线族向左移这是由于等离子,,体本身有一定尺寸当增加时吹出的气体图变化时的熔深与流量的关系曲线,覆盖到等离子体上的作用区增大对等离子体,,气的控制效果增加川①,②③一通过改变和得出的熔深流量曲线可④,,,,知和偏小时第

8、区间范围增大这样可以有利于克服由于装夹和调节所带来的误差故·本试验条件一,一为宜下取小孔及熔池行为观察·一‘,,当一时在深蓝色的等离子体光团下可以见到小孔及熔池的轮廓且熔池较宽,这是一时,由于等离子体热辐射和热传导而加热熔化金属所致川当可见等,,,,离子体颜色变浅尺寸减小小孔位于熔池的前沿小孔和熔池均较小随着小孔向前运动熔,,化金属从小孔中向后排出形成近似涡