304不銹鋼不功率Nd-YAG脈沖激光-TIG復(fù)合焊研究.pdf

1、激光-TIG電弧復(fù)合焊接作為一種高效優(yōu)質(zhì)的焊接新方法，具有焊接速度快、焊接過程穩(wěn)定、焊接變形小等優(yōu)點(diǎn)，受到了國(guó)內(nèi)外研究者的重視。相對(duì)于大功率激光-TIG電弧復(fù)合焊，小功率脈沖激光-TIG電弧復(fù)合焊接在充分發(fā)揮兩種熱源優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)一步降低因電光轉(zhuǎn)換效率低而造成的激光能量的浪費(fèi)，降低設(shè)備成本和焊接生產(chǎn)成本，有利于在實(shí)際焊接中進(jìn)行推廣應(yīng)用，具有較高的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　在304奧氏體不銹鋼板上進(jìn)行堆焊，結(jié)合焊接過程圖

2、像與電參數(shù)同步采集系統(tǒng)，研究了304奧氏體不銹鋼小功率脈沖激光-TIG電弧復(fù)合焊的電弧形態(tài)及導(dǎo)電特性、焊接熔池動(dòng)態(tài)行為及焊縫成形的影響因素及規(guī)律，為小功率脈沖激光-TIG電弧復(fù)合焊的推廣應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和支撐數(shù)據(jù)。
　　研究結(jié)果表明，脈沖激光產(chǎn)生的少量金屬蒸氣能夠把電弧陽極斑點(diǎn)穩(wěn)定在激光斑點(diǎn)處，電弧根部發(fā)生收縮;激光等離子體與電弧等離子體復(fù)合后，引起TIG電弧高溫區(qū)發(fā)生膨脹。當(dāng)脈沖激光作用到電弧上時(shí)，TIG電弧電壓稍有升高，分析

3、認(rèn)為盡管TIG電弧高溫區(qū)發(fā)生膨脹，但其有效導(dǎo)電區(qū)發(fā)生收縮，這是導(dǎo)致TIG電壓升高的原因;脈沖激光消失后，TIG電壓又恢復(fù)正常。
　　脈沖激光使熔池長(zhǎng)度發(fā)生周期性的動(dòng)態(tài)變化，但熔池寬度保持不變。熱源間距為-0.5mm與0mm時(shí)，形成一個(gè)熔池，且熔池的形態(tài)呈橢圓形;但熱源間距在0.5mm～1.5mm范圍內(nèi)，熔池形態(tài)為不規(guī)則的橢圓形，熔池后方寬度較寬，前方較窄，且激光的作用位置有一部分位于熔池前方的凹陷區(qū);在熱源間距為2.5mm時(shí)，熔池

4、分離為激光熔池和TIG熔池。
　　小功率脈沖激光-TIG復(fù)合焊焊縫橫截面面積是兩種熱源單獨(dú)作用下的橫截面面積之和的1.5倍左右，達(dá)到了1+1＞2的復(fù)合效果。對(duì)部分焊接工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并獲得最佳離焦量為0mm、最佳熱源間距為0～1mm。研究了復(fù)合模式對(duì)焊縫成形的影響，YAG-TIG復(fù)合模式下獲得的焊縫表面成形美觀，且熔深大;TIG-YAG復(fù)合模式下焊縫表面成形差，熔深淺。
　　小功率脈沖激光-TIG復(fù)合熱源高速焊接能夠有效改