304不銹鋼不功率Nd-YAG脈沖激光-TIG復合焊研究.pdf

1、激光-TIG電弧復合焊接作為一種高效優(yōu)質的焊接新方法，具有焊接速度快、焊接過程穩(wěn)定、焊接變形小等優(yōu)點，受到了國內(nèi)外研究者的重視。相對于大功率激光-TIG電弧復合焊，小功率脈沖激光-TIG電弧復合焊接在充分發(fā)揮兩種熱源優(yōu)勢的基礎上，能夠進一步降低因電光轉換效率低而造成的激光能量的浪費，降低設備成本和焊接生產(chǎn)成本，有利于在實際焊接中進行推廣應用，具有較高的實用價值和廣闊的應用前景。
　　在304奧氏體不銹鋼板上進行堆焊，結合焊接過程圖

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電弧復合焊的電弧形態(tài)及導電特性、焊接熔池動態(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電弧復合焊的推廣應用提供了理論基礎和支撐數(shù)據(jù)。
　　研究結果表明，脈沖激光產(chǎn)生的少量金屬蒸氣能夠把電弧陽極斑點穩(wěn)定在激光斑點處，電弧根部發(fā)生收縮;激光等離子體與電弧等離子體復合后，引起TIG電弧高溫區(qū)發(fā)生膨脹。當脈沖激光作用到電弧上時，TIG電弧電壓稍有升高，分析

3、認為盡管TIG電弧高溫區(qū)發(fā)生膨脹，但其有效導電區(qū)發(fā)生收縮，這是導致TIG電壓升高的原因;脈沖激光消失后，TIG電壓又恢復正常。
　　脈沖激光使熔池長度發(fā)生周期性的動態(tài)變化，但熔池寬度保持不變。熱源間距為-0.5mm與0mm時，形成一個熔池，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，熔池

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