激光焊接小功率激光填絲研究

    與傳統(tǒng)焊接方法相比，激光焊接具有輸入能量密度高，工件熱影響區(qū)小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。談到激光焊接時(shí)，人們往往會(huì)想到不用添加填料的具有數(shù)千瓦甚至數(shù)十千瓦輸出功率的二氧化碳激光焊接，或者是具有數(shù)千瓦輸出功率的YAG激光焊接。毫無(wú)疑問(wèn)，不加填料的大功率激光焊接給制造業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了飛躍性的進(jìn)步，解決了加工精度較高的結(jié)構(gòu)零件的激光焊接難題。但是，對(duì)于一些加工精度稍低、要求焊透深度較厚、不允許受高熱的結(jié)構(gòu)零件和可焊性較差的材料，不加填料的激光焊接已不能適用，它會(huì)產(chǎn)生焊接質(zhì)量缺陷（如出現(xiàn)氣孔、凹陷、結(jié)構(gòu)變形或者不能焊上等），造成整個(gè)零件或部件報(bào)廢，這就使激光焊接制造技術(shù)的應(yīng)用受到了很多限制。
  一直以來(lái)，國(guó)內(nèi)大功率激光焊接機(jī)并不十分成熟，需要大功率激光焊接機(jī)的單位需花費(fèi)數(shù)十萬(wàn)到近百萬(wàn)美元從國(guó)外進(jìn)口。
  激光填絲焊接的研究為解決無(wú)填絲激光焊接在應(yīng)用中受到的限制提供了有效的解決途徑。然而，通常所說(shuō)的激光填絲焊接多指大功率或超大功率的激光填絲焊接，這類焊接主要針對(duì)較大或較厚的零部件，且已有大量研究成果和文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。
  而針對(duì)不允許受高熱、易變形等薄壁結(jié)構(gòu)，微型結(jié)構(gòu)及各種復(fù)雜異形結(jié)構(gòu)的填絲焊接研究則較少，這類零部件由于焊縫對(duì)接間隙寬度不確定，間隙形狀隨零件對(duì)接處的加工狀況和裝配質(zhì)量隨機(jī)變化，因而無(wú)法自動(dòng)控制被焊工件的運(yùn)行，也無(wú)法控制填絲的填充方向和速度。本課題主要研究利用較小功率脈沖YAG激光做較小零件填絲焊接的工藝參數(shù)對(duì)焊接熱影響區(qū)及焊縫成形的影響。
  激光填料焊接原理
  激光填料焊接是指在焊縫中預(yù)先填入特定焊接材料后，用激光照射熔化或在激光照射的同時(shí)填入焊接材料以形成焊接接頭的方法。
  與非填絲焊接相比，激光填絲焊接具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)避免了對(duì)工件加工、裝配要求過(guò)于嚴(yán)格的問(wèn)題；(2)可實(shí)現(xiàn)用較小功率焊接較厚、較大的零件；(3)可以通過(guò)改變填絲成分控制焊縫區(qū)域組織性能。
  試驗(yàn)條件和內(nèi)容
  1 試驗(yàn)條件
  試驗(yàn)采用平均功率為200W的YAG脈沖激光器，激光輸出模式為低階模，聚焦透鏡焦距f=100mm，氮?dú)獗Ｗo(hù)。
  2 試驗(yàn)內(nèi)容
  試件是由直徑Φ=1mm的不銹鋼絲經(jīng)特殊方法彎制成形的，圖1(a)所示是其中的一種。激光填料焊接需要做的就是在開口一翼缺料處填料并焊接，使被切開的一翼閉合形成一縫隙，另一翼可以在此縫隙內(nèi)移動(dòng)?？p隙長(zhǎng)約4mm，待焊接處焊接后兩翼可以方便地開合。http://pkfunds.cn/

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