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激光深熔焊接的主要工艺参数(二)

星之球激光 来源:思博威激光2013-03-07 我要评论(0 )   

等离子云对熔深的影响在低焊接速度区最为明显。当焊接速度提高时,它的影响就会减弱。 保护气体是通过喷嘴口以一定的压力射出到达工件表面的,喷嘴的流体力学形状和出口...

        等离子云对熔深的影响在低焊接速度区最为明显。当焊接速度提高时,它的影响就会减弱。

  保护气体是通过喷嘴口以一定的压力射出到达工件表面的,喷嘴的流体力学形状和出口的直径大小十分重要。它必须以足够大以驱使喷出的保护气体覆盖焊接表面,但为了有效保护透镜,阻止金属蒸气污染或金属飞溅损伤透镜,喷口大小也要加以限制。流量也要加以控制,否则保护气的层流变成紊流,大气卷入熔池,最终形成气孔。

  为了提高保护效果,还可用附加的侧向吹气的方式,即通过一较小直径的喷管将保护气体以一定的角度直接射入深熔焊接的小孔。保护气体不仅抑制了工件表面的等离子体云,而且对孔内的等离子体及小孔的形成施加影响,熔深进一步增大,获得深宽比较为理想的焊缝。但是,此种方法要求精确控制气流量大小、方向,否则容易产生紊流而破坏熔池,导致焊接过程难以稳定。

  6.透镜焦距。焊接时通常采用聚焦方式会聚激光,一般选用63~254mm(2.5”~10”)焦距的透镜。聚焦光斑大小与焦距成正比,焦距越短,光斑越小。但焦距长短也影响焦深,即焦深随着焦距同步增加,所以短焦距可提高功率密度,但因焦深小,必须精确保持透镜与工件的间距,且熔深也不大。由于受焊接过程中产生的飞溅物和激光模式的影响,实际焊接使用的最短焦深多为焦距126mm(5”)。当接缝较大或需要通过加大光斑尺寸来增加焊缝时,可选择254mm(10”)焦距的透镜,在此情况下,为了达到深熔小孔效应,需要更高的激光输出功率(功率密度)。

  当激光功率超过2kW时,特别是对于10.6μm的CO2激光束,由于采用特殊光学材料构成光学系统,为了避免聚焦透镜遭光学破坏的危险,经常选用反射聚焦方法,一般采用抛光铜镜作反射镜。由于能有效冷却,它常被推荐用于高功率激光束聚焦。

  7.焦点位置。焊接时,为了保持足够功率密度,焦点位置至关重要。焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度。图2-6表示焦点位置对1018钢熔深及缝宽的影响。

  在大多数激光焊接应用场合,通常将焦点的位置设置在工件表面之下大约所需熔深的1/4处。

  8.激光束位置。对不同的材料进行激光焊接时,激光束位置控制着焊缝的最终质量,特别是对接接头的情况比搭接结头的情况对此更为敏感。例如,当淬火钢齿轮焊接到低碳钢鼓轮,正确控制激光束位置将有利于产生主要有低碳组分组成的焊缝,这种焊缝具有较好的抗裂性。有些应用场合,被焊接工件的几何形状需要激光束偏转一个角度,当光束轴线与接头平面间偏转角度在100度以内时,工件对激光能量的吸收不会受到影响。

        9.焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制。激光深熔焊接时,不管焊缝深浅,小孔现象始终存在。当焊接过程终止、关闭功率开关时,焊缝尾端将出现凹坑。另外,当激光焊层覆盖原先焊缝时,会出现对激光束过度吸收,导致焊件过热或产生气孔。#p#分页标题#e#

  为了防止上述现象发生,可对功率起止点编制程序,使功率起始和终止时间变成可调,即起始功率用电子学方法在一个短时间内从零升至设置功率值,并调节焊接时间,最后在焊接终止时使功率由设置功率逐渐降至零值。

 

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