激光复合焊在船厂的应用(下)

HEATS

　　2.激光焊接工艺

# p3 }9 a7 x6 t- ^1 I; {: g' q6 l: U

　　激光焊不仅需要很好的激光源，而且需要高质量的激光束，以确保能够获得期望的“深熔深焊接”。高质量的激光束可以实现更小的聚焦直径或更大的焦距。线能量极低，变形量显著减小。与先进的自动化弧焊一样，对于大型工件的激光焊接来说离线编程，焊缝跟踪及其它必要的焊接控制系统也是必需的。

. p9 [" S7 {# T: i! r7 z" O1 V, G

　　如果单纯的用激光焊接，其焊缝接头的间隙最大为0.1至0.2mm,然而更宽的间隙需要我们加入填充金属，通常填充金属的加入可使焊缝搭桥能力达到0.4mm。在工业领域中已有使用12 kW的CO2激光源。此时激光的传导通过镜面进行。激光束以300mm聚焦距离通过聚焦装置作用在工件上。4 kW的灯浦YAG激光和7KW的光纤激光也出现在这项研究中。 |MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

* G, k; R) P1 a* J

　　3.激光-MIG(LaserHybrid)复合焊

: R0 S) c. H% L- n2 b# |

　　激光焊接金属时的激光束聚集强度可达106W/cm2以上。当激光束点击在材料表面时，该点的温度迅速升高到挥发温度，并由于金属蒸汽的挥发形成挥发孔。焊缝最显著的特征是具有很高的深宽比。MIG电弧焊接自由燃烧的电弧能量密度稍高于104W/cm2。

　　激光复合焊的基本原理，尤其是其中的金属过渡。激光束在焊缝顶部向其输入热量，同时电弧也向焊缝输入热量。激光-MIG复合焊不是两种焊接方法依次作用于焊接区域，而是同时作用于焊接区域。激光和电弧同时影响焊接的性能。不同的电弧或激光工艺的使用及采用何种工艺参数都会对焊接工艺带来不同的影响效果。

2 a) w- f" t% R5 h. D& y

　　激光复合焊提高了熔深和焊接速度，焊接过程中金属蒸汽会挥发，并且反作用于等离子区，等离子区对激光有轻微吸收，但可以忽略不计。整个焊接过程的特性取决于选择的激光和电弧输入能量的比例。

! L, |" W: w3 I* \* O( Z" H0 L1 p

　　工件表面的温度极大的影响了激光射线能量的吸收，当工件表面达到挥发温度时，就形成了挥发孔，这样几乎所有的能量就可以传到工件上。焊接所需要的能量由随温度变化的表面吸收率和由工件传导损失的能量来决定。在激光-MIG焊时，挥发不仅发生在工件的表面，同时也发生在填充焊丝的表面上，这意味着更多的金属挥发量，从而使激光的能量传输更加容易。同时也保证了焊接过程的完整性。从而使激光的能量传输的更加容易。同时也保证了焊接过程的完整性。

; ]. E. m- K. Q$ s7 J

　　而且在船舶制造中首先必须做到的是焊件间隙较大时有足够的搭桥连接能力，这是研究的主要目标。因为在焊接过程中，难免会出现间隙公差大小不一，于是在焊接时调节的参数就比较多，如：激光功率，焊接速度，送丝速度及角度的调整。 |MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

9 R' @" T! `3 [* p" {