光纖激光焊接中厚板的底部駝峰形成機理的研究.pdf

1、近年來，隨著高功率、高光束質量光纖激光器的出現和發(fā)展，使激光深熔焊接技術在中厚板焊接制造領域中得到更進一步的研究。高功率光纖激光焊接中厚板過程中，激光功率密度可達106~108 W/cm2，導致其熔池在其動態(tài)過程中受力不平衡而極不穩(wěn)定，容易形成飛濺、表面塌陷及底部駝峰等各種焊接缺陷，從而影響焊縫的各項性能。
　　基于以上情況，為了能夠實現高質高效的激光焊接中厚板，本文針對高功率光纖激光焊接厚度為5 mm的SUS304不銹鋼鋼板的過

2、程中出現底部駝峰的問題，研究小孔及熔池的動態(tài)變化過程，分析孔外金屬蒸汽/等離子體的變化與底部駝峰的關系，對底部駝峰產生的機理進行試驗研究。
　　(1)闡述高功率激光焊接以及底部駝峰的研究現狀，搭建基于高速相機拍攝的高功率光纖激光焊接實驗平臺。
　　(2)基于改進的“三明治”新方法，采用高速相機從側面直接觀測到底部駝峰形成時整個焊接熔池下掉導致焊縫上表面塌陷，結果表明孔內金屬蒸汽壓力以及前沿孔壁液體凸起的向下動量克服小孔底部熔

3、池表面張力的作用，導致熔融金屬被推出內部熔池，繼而向后流入駝峰。
　　(3)使用高速相機從不同角度直接拍攝小孔開口、熔池及孔外金屬蒸汽/等離子體動態(tài)流動過程，研究結果表明：表面張力作用是導致第一個底部駝峰產生及長大的重要原因；孔內熔融金屬流動不連續(xù)，前沿孔壁凸起向下移動以及金屬蒸發(fā)反沖壓力，導致小孔底部熔池形成多個具有輪廓的熔滴，熔滴在表面張力以及熔池內部流動特征的作用下不斷向后流動匯聚凝固形成底部駝峰。
　　(4)在上下表