ND-YAG激光+CMT復合熱源不銹鋼焊接工藝研究.pdf

1、CMT(ColdMetalTransfer)冷金屬過渡技術作為MIG/MAG焊的一種，具有焊接熱輸入量低，焊接速度快，電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊縫質量重復精度高等優(yōu)點，但因其熱輸入低，熔深淺，目前只適用于薄板的高速焊接。
　　 激光-電弧復合焊接是一種新興的特種激光加工技術，它將兩種物理性質、能量傳輸機制截然不同的激光和電弧熱源復合在一起，同時作用于同一加工位置，既充分發(fā)揮了兩種熱源各自的優(yōu)勢，又相互彌補了各自的不足，從而形成了一種全

2、新高效的熱源。
　　 本文在總結國內外激光-電弧復合熱源焊接研究現狀基礎上，借助哈爾濱焊接研究所自行研制的激光-CMT電弧復合焊設備，以18-8系不銹鋼為試驗材料，首次研究了Nd:YAG激光+CMT復合熱源的焊接工藝以及Nd:YAG激光+CMT復合熱源的電弧特征和熔池形貌。
　　 研究表明：Nd:YAG激光+CMT復合熱源與CMT相對比，能夠更加穩(wěn)定電弧，改善焊縫成形。激光為電弧的燃燒提供了帶電粒子和低電離電勢的粒子，同

3、時也使電弧中心與周圍環(huán)境的溫差增大，兩者都使電弧經過該路徑時的電阻變低，從而使維持電弧燃燒時的電壓減小，因此復合熱源能夠更加穩(wěn)定電弧，改善焊縫成形。
　　 改善了焊接熔池形貌，減少了焊接飛濺。加入激光后，激光熔池與CMT熔池耦合在一起，加大了焊絲作用點與熔池前沿的距離，增大了熔滴滴落熔池中所產生振蕩達熔池前沿母材的時間，導致熔池震蕩到達熔池前沿母材時的能量減弱，與熔池前沿碰撞能量變小，因此飛濺減少。
　　 增加了焊接熔深

4、。焊接304不銹鋼時，激光功率PL=2kW、離焦量△z=3mm、焊接電流I=150A，低速焊時復合焊熔深增加到CMT焊時的4倍，高速焊時可達到9倍。
　　 提高了焊接速度。高速焊接時因為電極與焊件之間等離子體濃度不夠不能維持電弧穩(wěn)定燃燒，激光的加入提高焊件表面的等離子體濃度，對電弧起到穩(wěn)弧作用。
　　 增加橫焊焊縫的偏移度。本試驗條件下，CMT電弧功率始終小于2kW激光的能量，激光能量/電弧能量≥1：1，激光加入使復合熔