采用填充焊絲的激光—TIG復(fù)合焊接工藝研究.pdf

1、本文以低碳鋼為實(shí)驗(yàn)材料,以Nd:YAG和CO2激光加工系統(tǒng)以及直流數(shù)字焊機(jī)為主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備,針對(duì)采用填充焊絲的激光-TIG旁軸復(fù)合焊接工藝技術(shù)開展了以下幾方面的研究工作： 首先,依據(jù)研究復(fù)合焊接工藝的實(shí)驗(yàn)要求和激光焊接頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分別設(shè)計(jì)了采用填充焊絲的Nd:YAG-TIG和CO2-TIG旁軸復(fù)合焊接裝置,確定出了主要的工藝參數(shù)范圍,為進(jìn)行復(fù)合焊接工藝研究提供了裝備條件。 其次,研究了激光-TIG填絲復(fù)合焊接的工藝特性,包

2、括Nd:YAG-TIG及CO2-TIG復(fù)合方式?？疾炝酥饕附庸に噮?shù)如熱源間距、兩熱源能量匹配、電弧角度、電弧氣氛等對(duì)焊接過程穩(wěn)定性和焊縫成型的影響規(guī)律。結(jié)果表明：熱源間距影響焊接過程中的電弧形態(tài)及金屬羽輝或光致等離子體的穩(wěn)定性,決定了兩熱源的能量耦合情況,表現(xiàn)為焊縫截面上熔寬的變化特征；熱源能量匹配是決定焊縫成型的主要因素,激光能量主要決定焊縫熔深,電弧能量主要決定焊縫熔寬；電弧角度在一定范圍內(nèi)對(duì)焊接效果影響并不明顯；電弧氣氛的選擇

3、在CO2-TIG復(fù)合焊接中是重要的,He弧避免了對(duì)激光束能量的屏蔽,獲得了穩(wěn)定的深熔焊接過程。 最后,以優(yōu)化后的CO2-TIG復(fù)合焊接工藝參數(shù)為基礎(chǔ),考察了復(fù)合焊接在對(duì)接和搭接焊時(shí)的工藝適應(yīng)性,并與激光焊接進(jìn)行了比較。在對(duì)接焊中,得出了以間隙和錯(cuò)邊為參考依據(jù)的加工區(qū)域圖,在搭接焊中,繪出了搭接間隙-焊接速度曲線。結(jié)果表明：無論何種接頭形式,工藝適應(yīng)性方面復(fù)合焊接均優(yōu)于激光焊接。對(duì)接焊接頭中存在間隙或錯(cuò)邊時(shí),復(fù)合焊與激光填絲焊的適

4、應(yīng)性相近；間隙和錯(cuò)邊同時(shí)存在時(shí),復(fù)合焊接適應(yīng)性較好,在加工區(qū)域圖中,復(fù)合焊接加工區(qū)域明顯大于激光焊接區(qū)域。在搭接焊中,復(fù)合焊接對(duì)上下板間隙的適應(yīng)性明顯優(yōu)于激光焊接,且焊接速度也更高。 采用填充焊絲的激光-TIG復(fù)合焊接充分利用了激光和電弧各自的優(yōu)勢,極大地提高了焊接效率。由于采用TIG電弧,避免了焊接過程中熔滴過渡等復(fù)雜的物理過程,焊接穩(wěn)定性好；填充焊絲可以有效地改善焊縫冶金過程和接頭性能,在改善焊縫成型和提高工藝對(duì)接頭裝配的適