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，金屬材料對激光的吸收率發(fā)生階梯式的增長，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，對激光焊接模式轉(zhuǎn)變特征進(jìn)行了深入的-研究。 首先，對激光深熔焊接閾值的表征參量選擇進(jìn)行了對比實驗研究。結(jié)果表明：無論使用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，通過研究輔助氣體、試樣表面粗糙度和不同材料等因素對深熔焊接閾值的影響來分析探討CO<,2>和YAG激光深熔焊接閾值的特性。實驗結(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YAG激光深熔焊接閾值影響明顯：對CO<,2>

3、激光深熔焊接閾值影響較小。 最后，對比研究了CO<,2>和Nd：YAG激光深熔焊接過程建立時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>激光深熔焊接過程建立時的作用。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，蒸發(fā)顯著加強，且蒸氣部分