中国激光, 2018, 45 (10): 1002006, 网络出版: 2018-10-12   

波长对激光-CMT复合焊熔滴过渡行为的影响 下载: 881次

Effect of Wavelength on Droplet Transition Behaviors in Laser-CMT Hybrid Welding Process
作者单位
1 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 上海航天动力技术研究所, 上海 201109
图 & 表

图 1. 激光-CMT复合焊。(a)装置;(b)示意图

Fig. 1. Laser-CMT hybrid welding. (a) Equipment; (b) schematic

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图 2. 熔滴投影面积测量示意图

Fig. 2. Schematic of projection area measurement of droplet

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图 3. 不同焊接方法下的焊缝表面形貌。(a) I=40 A,P=1500 W;(b) I=80 A,P=1500 W

Fig. 3. Weld surface morphologies under different welding methods. (a) I=40 A, P=1500 W; (b) I=80 A, P=1500 W

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图 4. 不同焊接方法下的焊缝横截面。(a)单激光;(b) CMT;(c)激光-CMT

Fig. 4. Weld cross sections under different welding methods. (a) Laser; (b) CMT; (c) laser-CMT

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图 5. 不同焊接方法下的熔滴过渡过程。(a) CMT;(b)激光-CMT

Fig. 5. Droplet transition processes under different welding methods. (a) CMT; (b) laser-CMT

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图 6. 不同焊接方法下的熔滴过渡亮度曲线

Fig. 6. Brightness curves of droplet transition processes under different welding methods

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图 7. 不同焊接方法下的熔滴过渡周期分布

Fig. 7. Transfer period distribution of droplets under different welding methods

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图 8. 激光功率对激光-CMT复合焊熔滴过渡的影响

Fig. 8. Effect of laser power on droplet transition in laser-CMT welding process

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图 9. 不同激光功率下熔池的形态。(a) 1500 W; (b) 2500 W

Fig. 9. Molten pool shapes under different laser powers. (a) 1500 W; (b) 2500 W

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图 10. 不同波长的激光功率对熔滴过渡的影响

Fig. 10. Effects of laser power on droplet transition under different laser wavelengths

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图 11. 光纤激光-CMT复合焊过程

Fig. 11. Fiber-laser-CMT hybrid welding process

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图 12. 不同波长激光的熔滴过渡频率变化率随电流的变化

Fig. 12. Change rate of transition frequency of droplet versus current under different laser wavelengths

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图 13. CO2激光等离子体光谱测量数据

Fig. 13. Spectral measurement data of CO2 laser plasma

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图 14. 等离子体玻尔兹曼图

Fig. 14. Boltzmann graph of plasma

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图 15. 不同波长激光等离子体的温度变化

Fig. 15. Temperature change of laser plasma under different wavelengths

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图 16. 不同波长激光匙孔喷发的高速摄像图。(a) CO2激光;(b)光纤激光

Fig. 16. High speed camera shooting of keyhole eruption by lasers with different laser wavelengths. (a) CO2 laser; (b) fiber laser

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表 1母材及焊丝的化学成分(质量分数,%)

Table1. Chemical compositions of base metal and welding wire (mass fraction, %)

ElementCMnSiSPCrCuNiMo
S355J2W+N0.0701.2800.3600.00140.0100.4000.2700.2000.009
NiCu 1-IG0.1011.090.4700.0120.004-0.3600.870-

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表 2选取的谱线信息

Table2. Selected spectral information

Wavelength /nmgiAi /(107 s-1)Ei /eV
382.540250.06473.25
392.8082790.5643.16
452.861370.5442.74
452.778370.0132.59
478.608850.1031.91
523.1388110.192.37

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雷正龙, 黎炳蔚, 朱平国, 陆韡, 邢希学. 波长对激光-CMT复合焊熔滴过渡行为的影响[J]. 中国激光, 2018, 45(10): 1002006. Lei Zhenglong, Li Bingwei, Zhu Pingguo, Lu Wei, Xing Xixue. Effect of Wavelength on Droplet Transition Behaviors in Laser-CMT Hybrid Welding Process[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(10): 1002006.

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