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    那些因素影響激光深熔焊接

    激光深熔焊接作為激光焊接的兩種基本模式之一(另一為熱傳導焊接),其應用越來越廣泛。為了獲得更高的激光深熔焊接效益,本文總結了此種焊接方式的主要影響因素,包括激光功率密度、焊接速度、焦點位置、保護氣體、工件接頭裝配間隙、材料本性等各個方面,助力各家用戶趨利避害,最.大限度利用好激光器及激光設備。

    1激光功率密度

    進行深熔焊接的前提是聚焦激光光斑,使其擁有足夠高的功率密度,因此激光功率密度對焊縫成形有決定性的影響。激光功率同時控制著熔透深度與焊接速度。對一定直徑的激光束,當增大激光功率時,熔深加深,焊接速度加快。

    對達到一定焊接熔深的激光功率一般存在臨界值,達到這個臨界值時,熔池劇烈沸騰,超過時則熔深會急劇減少。另外,由于金屬蒸氣的作用力,熔池內會形成小孔,而小孔正是深熔焊接實現的關鍵。

    焦斑功率密度不僅與激光功率成正比,還與激光束和聚焦光路參數有關。

    2焊接速度

    在深熔焊接進行過程中,焊接速度與熔深成反比。在保持激光功率不變的情況下,如提高焊接速度,熱輸入就會下降,熔深也會減小。因此,適當降低焊接速度可加大熔深,但速度太低又會導致材料過度熔化,出現工件焊穿現象。故針對特定激光功率和特定厚度、種類的材料,都有一個獲得最.大熔深的合適焊接速度范圍。

    3焦點位置

    深熔焊接時,為保持足夠的功率密度,焦點位置至關重要。焦點與工件表面相對位置的變化直接影響焊縫寬度與深度,只有焦點位于工件表面內合適的位置,所得焊縫才能形成平行斷面, 并獲得最.大熔深。

    4保護氣體

    保護氣體的作用有兩點:1)排除焊接局部區域的空氣,保護工作表面不被氧化;2)抑制高功率激光焊接時產生等離子云。

    5工件接頭間隙

    工件拼合間隙,裝配間隙直接與焊接工件的熔深,焊縫寬度有關。在深熔焊接時,如接頭間隙超過光斑尺寸,則無法焊接;接頭間隙過小,有時在工藝上會產生接板重疊,熔合困難等不良效果;接頭間隙過大,極易焊穿;慢速焊接可彌補一些因間隙過大而帶來的焊縫缺陷,而高速焊接焊縫變窄,對裝配要求更嚴格。

    6材料本性

    被焊工件材料對激光的吸收決定了激光焊接的效率,影響材料對激光的吸收率的因素有兩個方面:1)材料電阻系數,經過對不同材料拋光表面的吸收率測量發現,材料對激光的吸收率與電阻系數的平方根成正比,而電阻系數又隨溫度的變化而變化;2)材料的表面狀態對光束吸收率有較重要的影響,因而對焊接效果產生明顯作用。

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