鐳射激光焊絲

在鋁合金CO2激光焊接時,通過填充焊絲向焊接熔池注入外加電流,直流電源的一極與填充焊絲相連,另一極在熔池后方與工件相連,由此構成電流回路。研究結果表明,隨著外加電流的增加,焊縫熔深和面積增大,且焊縫表面成形更加均勻,魚磷紋更加細密,即外加電流提高了焊接效率,改善了焊接過程的穩(wěn)定性。進一步研究表明,外加電流的電阻熱對焊接結果的影響極小。外加電流對鋁合金CO2激光焊接的影響歸因于電流的磁流體效應。

由于鋁合金高的導熱性和對CO2激光的高反射率,以及鋁金屬蒸汽低的電離能,鋁合金的CO2激光焊接一方面要求很高的功率密度,另一方面通常須在富He氣氛下才能順利進行.與此同時,為了克服熱裂紋等缺陷,鋁合金的激光焊接一般需要使用填充材料. 本文研究利用二倍頻YAG激光作為照明光源,采用高速攝像方法研究了鋁合金CO2激光焊接時焊絲的熔化機制.系統(tǒng)的研究表明:根據焊絲的送進方式、焊絲相對于激光束的位置以及氣氛的不同,焊絲的熔化機制主要有三種,即激光加熱熔化,等離子體加熱熔化和熔池加熱熔化.在He氣氛下,當焊絲由激光束前方送進時,焊絲主要通過激光加熱熔化,焊絲的熔化過程是非連續(xù)的;當焊絲由激光束之后送進時,焊絲的熔化機制包括激光加熱熔化和熔池加熱熔化,焊絲熔化過程較從激光束前方送入時明顯改善,有利于改善焊接過程的穩(wěn)定性.在Ar氣氛下,由于強烈的等離子體輻射,焊絲主要通過等離子體加熱熔化.當焊絲由激光束前方送進時,焊接過程極不穩(wěn)定,但是焊絲由激光束后方送進時,雖然等離子體的形態(tài)和大小在不斷變化,但焊絲的熔化卻非常連續(xù)穩(wěn)定.在Ar氣中滲入一定的He氣后(富Ar氣氛),等離子體得到了有效的控制,其形態(tài)和大小保持穩(wěn)定,從而獲得穩(wěn)定的焊接過程.(OE21)