长春理工大学机电工程学院, 吉林 长春 130022
试验采用TIG填丝焊和CO2激光焊两种工艺方法对08Al钢进行对接焊, 通过电化学腐蚀试验研究两种焊接接头的母材、热影响区及焊缝区的耐蚀性能。结果表明, CO2激光焊接头热影响区的耐蚀性优于母材, 母材的耐蚀性优于TIG填丝焊热影响区, TIG填丝焊热影响区的耐蚀性优于CO2激光焊焊缝区, TIG填丝焊焊缝区的耐蚀能力在所有测试区域中最差, 腐蚀表面点蚀坑最多。分析认为, 焊缝区和热影响区受热输入量的影响不同, 导致焊后晶粒尺寸、组织形态及分布不同是耐蚀性存在差异的主要原因, 焊缝合金元素含量和焊后残余应力对金属耐蚀能力的影响并不明显。
CO2激光焊 TIG填丝焊 显微组织 耐蚀性能 CO2 laser welding TIG welding with wire microstructure corrosion resistance
长春理工大学机电工程学院， 吉林 长春 130022
试验采用TIG填丝焊和CO2激光焊分别对2 mm厚08Al钢进行对接焊，通过静拉伸、弯曲试验及显微硬度测试研究了两种焊接接头的力学性能。结果表明，CO2激光焊和TIG填丝焊拉伸试样均在母材位置发生断裂，拉伸强度均达到300 MPa；CO2激光焊接接头弯曲角度大于TIG填丝焊，弯曲达到180°后未出现微观裂纹；08Al钢TIG填丝焊和CO2激光焊接接头显微硬度从熔化区到母材整体呈现下降趋势，而TIG填丝焊在靠近母材附近的热影响区出现显微硬度的小幅度上升，CO2激光焊在部分相变区出现小幅度的上升；CO2激光焊接接头熔化区显微硬度波动大于TIG填丝焊。
TIG填丝焊 CO2激光焊 拉伸强度 弯曲性能 显微硬度 TIG welding with wire CO2 laser welding tensile strength bending performance microhardness
1 沈阳工业大学材料科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110870
2 鞍山煜宸科技有限公司, 辽宁 鞍山 114051
3 最新激光技术研究中心, 日本 爱知县安城 4460026
为了比较光纤激光及CO2激光焊接特性，采用2 kW 光纤激光器及2.4 kW CO2激光器对590 MPa 高强钢板进行焊接试验，通过改变离焦量及焊接速度等焊接参数，研究了两种焊接方法的熔深变化情况。结果表明，当焊接速度和输出功率相同时，光纤激光与CO2激光焊接相比可获得更大的熔深；在负离焦条件下，离焦量在焦深以内时可使熔深增大；功率一定时，熔深随着焊接速度的增加而减小，但是CO2激光焊接的熔深减小比率大于光纤激光焊接。
激光技术 光纤激光焊接 CO2激光焊接 高强钢 离焦量 焦深 激光与光电子学进展
2014, 51(3): 031403
采用IPG YLS-6000光纤激光器和Slab DC035 CO2激光器，在近似相同的工艺条件下进行平板扫描焊接，通过Olympus光学显微镜测量焊缝横截面积，并计算熔化效率。结果表明：两种激光器焊接的熔化效率均随焊接速度先增加后减小，但是光纤激光焊接熔化效率峰值所对应的焊接速度要远远高于CO2激光焊接。进一步分析表明两种激光焊接熔化效率的差异与激光能量耦合的固有规律不同有关。因此，从焊接效率上考虑，光纤激光器更适合于高速焊接，而CO2激光器更适合于低速焊接。
激光技术 光纤激光焊接 CO2激光焊接 熔化效率 吸收率
采用3.5 kW Slab CO2激光焊接不锈钢, 利用高速摄像观测焊接等离子体形态, 采用光谱仪探测等离子体光谱, 并利用相对强度法计算等离子体电子温度。结果表明: 在氦气保护下, 等离子体高度随时间周期性振荡, 振荡频率约为530 Hz; 熔池表面附近等离子体的温度为8 392 K左右。进一步分析表明, 等离子体对入射激光的吸收不足10％; 等离子体周期性振荡对焊接过程稳定性影响不明显。
CO2激光焊接 光致等离子体 谱线相对强度法 电子温度 过程稳定性 CO2 laser welding laser-induced plasma relative intensity method electron temperature processing stability
上海交通大学焊接研究所激光制造实验室, 上海 200031
焊接过程中产生的等离子体是激光深熔焊的固有现象，它通过对激光能量的吸收、折射、反射等降低到达小孔的激光能量密度，影响激光与工件相互作用。使用微距高速摄影系统，研究了大功率CO2激光焊接不同功率和不同侧吹气体流量下等离子体的形态和尺寸的变化规律。在相同条件下，激光功率越大，等离子体的尺寸越大，而且越不稳定，容易出现激光维持的燃烧(LSC)波，严重影响焊接过程的稳定性。而通过增加侧吹气体的流量，可以有效抑制LSC波的产生，并且减小等离子体的尺寸，增加焊缝熔深。
激光技术 CO2激光焊 等离子体 激光维持的燃烧波
1 陕西科技大学机电工程学院, 陕西 咸阳 712081
2 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100022
采用PFL-1A型激光加工送粉器和新型双层送粉喷嘴,在(Slab)CO2激光器上对一种较常用的高强度铝合金A2219进行焊接实验。研究了粉束落点相对激光光斑位置变化、送粉与焊接的相对方向对送粉时焊接过程和粉末利用率的影响。并研究了激光功率、离焦量和焊接速度的合理匹配。结合高速摄像仪和光束光斑诊断仪的观察数据对实验现象和结果进行了合理的分析,并给出优化的工艺参数区间。实验表明,只有当粉束作用在靠近熔池结晶前沿,偏离光斑后侧0.5～1 mm的区域,粉束才能有效地进入熔池;当送粉量一定时,需要相应的功率、功率密度和焊接速度匹配,粉束才能有效利用,得到理想的焊缝。通过优化工艺参数,成功获得了具有理想余高、成形良好、焊接过程稳定的焊缝。
激光技术 铝合金 合金粉末 CO2激光焊接 光致等离子体
通过采用和不采用填充合金粉末的比较试验,研究了填充合金粉末对铝合金高功率CO2激光焊接功率阈值、焊缝成形和焊接过程稳定性的影响。实验表明,合金粉末的加入可以提高焊接过程中激光能量的有效利用率;激光深熔焊接时的临界功率密度明显降低,合金粉末还可以减弱等离子体在高度方向上的膨胀跳动,使等离子体在工件表面能维持跳动幅度的相对稳定,有利于获得较为稳定的焊接过程和理想的焊缝成形,并通过试验,获得了焊缝饱满,有一定余高和鱼鳞纹光滑的焊缝。
激光技术 铝合金 合金粉末 CO2激光焊接 光致等离子体 功率密度
华中理工大学激光加工国家工程研究中心, 武汉 430074
采用精密的侧吹辅助气体调节和控制装置,实验研究了等离子体控制的各种工艺参数;采用光电晶体管检测熔池表面及小孔内等离子体光强变化;从理论上分析了等离子体控制的机理.结果表明:当辅助气体流量变化时,等离子体控制效果呈现三个区间.无论采用何种气体,只要辅助气体的操作压力稍大于金属蒸气压力,等离子体即被最佳控制.
CO2激光焊接 等离子体控制 辅助气体
