激光光內(nèi)同軸送絲焊接工藝研究.pdf

1、激光送絲焊接技術(shù)是激光焊接技術(shù)的一個(gè)新的研究方向，本研究針對(duì)現(xiàn)有激光光外送絲焊接中存在的不足，提出了一種新型的環(huán)形激光光內(nèi)同軸送絲焊接工藝，設(shè)計(jì)了一套新型的激光送絲焊接裝置。該裝置是通過對(duì)激光光路的轉(zhuǎn)換、送絲噴嘴與激光光頭的一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“中空激光束，焊絲居中，光內(nèi)同軸送絲一，根本上改變了傳統(tǒng)上焊絲與激光束傾斜耦合的方式，消除了光外送絲焊接工藝中焊絲位置、角度和方向等因素的影響，實(shí)現(xiàn)了二維焊縫的焊接。 對(duì)環(huán)形激光束的能量分布

2、進(jìn)行了研究，建立了在掃描線寬方向上激光功率分布模型；研究了環(huán)形激光束與金屬焊絲作用的能量關(guān)系，并得到熔化焊絲所需要的激光功率；并建立了熔滴的受力模型與受力平衡方程。 利用新型光內(nèi)同軸送絲裝置進(jìn)行焊接試驗(yàn)，研究了各工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形質(zhì)量的影響，得到了本實(shí)驗(yàn)中滿足焊縫成形所需要的激光功率范圍，同時(shí)研究了坡口間隙的大小與送絲速度、激光掃描速度的關(guān)系，利用改變送絲速度和改變激光掃描速度兩種方法來控制焊絲填充量，得到了最佳工藝參數(shù)，然后利

3、用最佳參數(shù)進(jìn)行掃描方向性實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)表明：光內(nèi)同軸送絲焊接克服了光外送絲焊接由于金屬焊絲與激光束位置偏斜帶來的方向性問題，耦合性好，可以進(jìn)行二維焊縫的焊接。 通過對(duì)焊接試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)、顯微組織和硬度分析發(fā)現(xiàn)，焊縫接頭抗拉強(qiáng)度較高，當(dāng)出現(xiàn)剪切斷裂時(shí)最高，可達(dá)到母材95％；對(duì)焊縫拉伸斷口的分析發(fā)現(xiàn)，其斷裂形式因填充材料的不同也有所不同，填充專用焊絲時(shí)，主要表現(xiàn)為韌性斷裂，填充鍍鋅鐵絲時(shí)，為韌性斷口與脆性斷口的混合；對(duì)顯微組織的觀察，