激光深熔焊接閾值特性研究.pdf

1、激光焊接模式根據(jù)是否產(chǎn)生小孔效應(yīng)通常分為兩種——熱導(dǎo)焊模式和深熔焊模式。由熱導(dǎo)焊轉(zhuǎn)變?yōu)樯钊酆笗r(shí)，金屬材料對(duì)激光的吸收率發(fā)生階梯式的增長(zhǎng)，焊接深度迅速增大。本文采用大功率CO<,2>和Nd：YAG激光焊接A3鋼、鋁合金2024、5083，結(jié)合高速攝像和光譜分析，對(duì)激光焊接模式轉(zhuǎn)變特征進(jìn)行了深入的-研究。 首先，對(duì)激光深熔焊接閾值的表征參量選擇進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明：無(wú)論使用CO<,2>激光還是Nd：YAG激光焊接，以激光功率

2、與光斑直徑之比P/d作為深熔焊接閾值的表征參量，其值與光斑大小無(wú)關(guān)；而采用激光功率密度表征深熔焊接閾值，其值隨光斑大小不同而發(fā)生變化。 其次，采用激光功率與光斑直徑之比P/d作為深熔焊接閾值的表征參量，通過(guò)研究輔助氣體、試樣表面粗糙度和不同材料等因素對(duì)深熔焊接閾值的影響來(lái)分析探討CO<,2>和YAG激光深熔焊接閾值的特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：輔助氣體、材料表面粗糙度和材料性質(zhì)等因素的改變對(duì)YAG激光深熔焊接閾值影響明顯：對(duì)CO<,2>

3、激光深熔焊接閾值影響較小。 最后，對(duì)比研究了CO<,2>和Nd：YAG激光深熔焊接過(guò)程建立時(shí)的金屬蒸氣羽輝的光譜特征，分析討論了光致等離子體在CO<,2>激光深熔焊接過(guò)程建立時(shí)的作用。研究結(jié)果表明：YAG激光焊接模式轉(zhuǎn)變閾值明顯大于材料蒸發(fā)的閾值，在模式轉(zhuǎn)變前的熱導(dǎo)焊接階段，金屬材料已出現(xiàn)顯著蒸發(fā)，而焊接模式轉(zhuǎn)變后，蒸氣羽輝的光譜保持不變。CO<,2>激光焊接模式轉(zhuǎn)變前，金屬僅發(fā)生微弱的蒸發(fā)。深熔焊接時(shí)，蒸發(fā)顯著加強(qiáng)，且蒸氣部分