广东工业大学机电工程学院广东省焊接工程技术研究中心，广东 广州 510006
熔滴过渡特性对于保证激光-电弧复合焊接成形质量十分重要。利用高速摄像机采集激光-熔化极惰性气体保护焊(MIG)复合焊接过程中的熔滴过渡图像，通过图像信号处理方法提取电弧感兴趣区域(ROI区域)面积、熔滴速度、熔滴过渡周期等特征，分析熔滴过渡特征与焊缝成形的关联；利用短时傅里叶变换和谱熵对电弧ROI面积进行时频分析，研究功率谱谱熵与熔滴过渡稳定性之间的规律。结果表明：熔滴过渡频率与熔滴速度有一致的变化趋势，稳定的熔滴过渡能提高焊缝成形的均匀性；功率谱谱熵能表征焊接过程的稳定性，当熔滴过渡失稳时，短时对数功率谱变得紊乱，瞬时谱熵增大，焊缝熔宽减小，表面铺展性降低。
激光技术 激光-电弧复合焊接 熔滴速度 熔滴过渡频率 稳定性 短时傅里叶变换 谱熵
吉林电子信息职业技术学院, 吉林 吉林 132021
以5.0 mm厚高强钢板为试验材料, 采用CO2激光-MAG电弧复合焊接方法, 研究电弧电压与焊接电流的大小对复合焊接熔滴过渡特征、工艺稳定性和焊缝形貌的影响。结果表明, 在激光功率P=1.6 kW、焊接速度v=1.2 m/min的情况下：当电弧电压U=26 V、焊接电流I<180 A时或焊接电流I=180 A、电弧电压U<24 V时, 熔滴过渡模式为短路过渡和颗粒过渡或是二者的混合过渡, 且焊缝表面飞溅较多；当电弧电压U≥24 V时或焊接电流I≥180 A时, 熔滴的过渡模式为射滴过渡, 且焊缝表面质量较好。
激光电弧复合焊接 熔滴过渡 熔滴过渡频率 焊缝形状 电弧能量 laser-arc hybrid welding droplets transfer frequency of droplets transfer weld shaping arc energy
以5.0 mm厚高强钢板为实验材料, 采用Nd:YAG激光-MAG电弧复合焊接方法, 研究了焊接速度对复合焊接熔滴过渡特征、工艺稳定性和焊缝形貌的影响。结果表明：当激光功率与电弧能量都固定时, 焊接速度变化对焊缝质量的影响主要体现在热影响区面积上, 焊接速度越快热影响区面积越小; 而对熔滴过渡的影响主要体现在, 焊接速度过低时激光匙孔很难形成, 过高时熔滴过渡频率加快。
激光电弧复合焊接 熔滴过渡 熔滴过渡频率 焊缝形状 焊接速度 laser-arc hybrid welding droplets transfer frequency of droplets transfer weld shaping welding speed
以5.0 mm厚高强钢板为实验材料, 采用CO2激光-MAG电弧复合焊接方法, 研究了光丝间距对复合焊接熔滴过渡特征、焊缝形貌和焊缝溶质分布的影响。结果表明, 复合焊接中光丝间距大小影响了两种热源的相互作用效果, 导致熔滴过渡形式不同, 其中光丝间距为4 mm熔滴过渡频率最大, 焊缝形貌较好。而复合焊接熔池冷却结晶过程伴随着液态金属的流动, 液态金属的流动是影响焊缝内溶质分布的重要因素。在光丝间距DLA＝3 mm, 添加元素与熔池表面距离为1.0 mm时, 所添加元素在熔池中含量较高且其分布最为均匀。
激光-电弧复合焊接 熔滴过渡 熔滴过渡频率 焊缝成形 光丝间距 熔池流动 laser-arc hybrid welding droplets transfer frequency of droplets transfer weld shaping distance between laser and arc molten pool flow
以5.0 mm厚高强钢板为实验材料,采用Nd:YAG激光-MAG电弧复合焊接方法,研究了电弧电压与焊接电流的大小对复合焊接熔滴过渡特征、工艺稳定性和焊缝形貌的影响.结果表明:当激光功率P＝2.5 kW、焊接速度v＝1.2 m/min不变时,发现电弧电压U＝24 V,焊接电流I＜180 A时或当焊接电流I＝180 A,电弧电压U＜24 V时熔滴过渡模式为短路过渡和颗粒过渡或是二者的混合过渡,且焊缝表面飞溅较多;焊接电流I≥180 A时或电弧电压U≥24 V时,熔滴的过渡模式为射滴过渡,且焊缝形貌较好.
激光电弧复合焊接 熔滴过渡 熔滴过渡频率 焊缝形状 电弧能量 laser-arc hybrid welding droplets transfer frequency of droplets transfer laser power weld shaping arc energy
长春理工大学机电工程学院, 吉林 长春 130022
以5.0 mm厚高强钢板为实验材料, 采用高速摄像拍摄及汉诺威分析仪, 对比研究了CO2激光-MAG电弧旁轴复合焊接与Nd∶YAG-MAG激光电弧旁轴复合焊接在不同的激光功率下的焊缝形貌、熔滴过渡形态、工艺稳定性及电信号差异。结果表明, 在焊接电流I＝180 A, 电流电压U＝26 V, 焊接速度v＝1.2 m/min时改变激光功率发现, 相同激光功率比较Nd∶YAG-MAG激光电弧复合焊的焊缝面积与热影响区面积明显更大且表面飞溅较少; Nd∶YAG-MAG激光电弧复合焊熔滴过渡频率更高, 过渡形式基本为射滴过渡; 采集的电信号也显示Nd∶YAG-MAG激光电弧复合焊更加稳定。
激光波长 激光-电弧复合焊接 熔滴过渡 熔滴过渡频率 激光能量 焊缝成形 汉诺威分析仪 laser wavelength laser-arc hybrid welding droplets transfer frequency of droplets transfer laser power weld shaping Hannover analyzer
1 山东大学 现代焊接技术研究所,山东 济南 250061
2 哈尔滨焊接研究所,黑龙江 哈尔滨 150080
通过试验研究了在Nd:YAG激光+脉冲金属熔化极气体保护焊电弧(P-GMA)复合热源焊接过程中激光对熔滴脉冲过渡频率和脉冲电流的影响。研究结果表明,对于熔滴脉冲过渡,电流较小时,将激光能量加入到脉冲金属熔化极气体保护焊(P-GMAW)中,将会有助于提高熔滴过渡频率和焊接过程的稳定性;而在电流较大时,激光能量的加入将会不同程度地降低熔滴过渡频率;而激光能量的加入,对P-GMAW电流具有一定的减小作用,但其影响很弱。分析认为,激光通过材料蒸发反冲作用力和激光致等离子体与电弧等离子体的相互作用两种途径来影响熔滴过渡频率,而仅通过两种等离子体之间的相互作用来影响P-GMAW电流。
激光技术 复合热源焊接 熔滴过渡频率 焊接电流 电弧焊
