電流-磁場輔助鋁合金激光焊接實驗研究.pdf

1、該文系統(tǒng)研究探索了外加電流及外加磁場對鋁合金激光焊接焊縫成型的影響.作為基礎(chǔ),還開展了沒有外加電流或磁場作用下的鋁合金激光焊接焊縫成型的研究工作.首先,通過實驗測定了幾種不同鋁合金材料的激光深熔焊功率閾值,并分析了影響功率閾值的因素.實驗和分析發(fā)現(xiàn):對于同一種鋁合金材料,采用Nd:YAG激光焊接時材料的功率閾值明顯低于CO<,2>激光焊接時的功率閾值,這是因為Nd:YAG激光的波長(1.06μm)小于CO<,2>激光的波長(1.06μm

2、),而激光波長越短,鋁合金對激光的吸收率越高,相應(yīng)的功率閾值越低;其次,對于同一種鋁合金材料,當(dāng)用丙酮清洗其表面時,材料的功率閾值低于用化學(xué)方法除掉其表面氧化膜時的功率閾值,原因是表面氧化膜的存在有利于材料對激光的吸收.其次,該文設(shè)計了兩個結(jié)構(gòu)合理的保護(hù)氣體噴嘴,同時還討論了與之相對應(yīng)的保護(hù)氣體的選擇.實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用只有一個出氣口的單層噴嘴時,保護(hù)氣體采用氦氣和氬氣的混合氣體有利于焊接過程的穩(wěn)定性.然而使用具有兩個出氣口的雙層噴嘴時,

3、當(dāng)內(nèi)層氣體通入氦氣和氬氣的混合氣體而外層通入氦氣時能獲得穩(wěn)定的焊縫成型.經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用雙層噴嘴時,所消耗的氦氣量比單層噴嘴多,然而雙層噴嘴的加工效率較單層噴嘴高.再次,實驗通過布置在熔池兩側(cè)并隨激光同步運動的鎢電極向熔池中提供橫向電流,研究了外加橫向電流對鋁合金CO<,2>激光焊接焊縫成型的影響.實驗結(jié)果表明,當(dāng)外加橫向電流以后,焊縫的深度和寬度隨電流的增大而增大,但深度的增加較寬度的增加更明顯.實驗還發(fā)現(xiàn),熔深和熔寬的改變只與電流