CO2激光-TIG復(fù)合熱源脈沖協(xié)調(diào)控制與焊接特性研究.pdf

1、已有研究結(jié)果表明，激光-TIG電弧復(fù)合熱源焊接過(guò)程中，一方面，電弧空間等離子體對(duì)激光能量存在吸收和散射；另一方面，復(fù)合焊接存在“能量有限增強(qiáng)”的現(xiàn)象，即復(fù)合焊接過(guò)程中電弧能量不能無(wú)限增加，只在一個(gè)較小電弧電流范圍內(nèi)存在復(fù)合效果。針對(duì)這一現(xiàn)象，本文采用CO2激光-TIG電弧復(fù)合熱源脈沖協(xié)調(diào)焊接方法，可通過(guò)調(diào)節(jié)激光與電弧兩種能量的脈沖頻率及相位，實(shí)現(xiàn)脈沖的協(xié)調(diào)輸出，進(jìn)一步提高激光和電弧的能量利用率，使CO2激光-TIG電弧復(fù)合熱源焊接方法在

2、大能量輸出方面的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。
　　本文基于LabVIEW軟件建立脈沖協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，用電弧電流電壓分析儀及NI6040E多功能數(shù)據(jù)采集卡采集電弧電流電壓輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)LabVIEW程序處理后輸出控制信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)脈沖激光與脈沖電弧的能量、頻率及倍數(shù)、相位、占空比的協(xié)調(diào)控制和對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并利用該系統(tǒng)進(jìn)行了CO2激光-TIG電弧復(fù)合熱源脈沖協(xié)調(diào)焊接試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，與連續(xù)激光-TIG電弧復(fù)合焊接相比，脈沖協(xié)調(diào)焊接在激光與大

3、電流電弧復(fù)合條件下，焊接機(jī)制仍能保持深熔焊機(jī)制，獲得較深的焊縫，焊接過(guò)程穩(wěn)定，等離子形態(tài)不發(fā)生畸變，有效提高了能量的利用率。CO2激光-TIG電弧復(fù)合熱源脈沖協(xié)調(diào)焊接的焊縫表面成周期性波紋狀，波紋均勻美觀，頻率與脈沖協(xié)調(diào)頻率一致。
　　同時(shí)，進(jìn)一步對(duì)CO2激光-TIG電弧復(fù)合熱源脈沖協(xié)調(diào)焊接各個(gè)能量參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，激光功率輸出對(duì)焊縫熔深起著重要的作用；電弧電流峰值對(duì)焊縫熔寬焊影響明顯，對(duì)焊縫熔深影響不大，