激光电弧复合焊在低合金高强钢中的应用

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1、激光-电弧复合焊在低合金高强钢中的应用摘要本文以低合金高强钢为试验材料，研究激光-电弧复合焊接中熔滴过渡特性与电弧特性，采用高速摄像机和电子信号采集系统进行跟踪拍摄采集，然后对拍摄的图像进行分析，来确定焊接参数对熔滴过渡与等离子形貌的影响，以及对焊缝成型的影响。研究表明：电弧能量对等离子体形貌尺寸的影响远大于激光能量，激光功率主要影响焊接熔深在保持其它参数不变时，激光功率越大熔深越大；电弧影响焊接熔宽，电弧电流越大熔宽越大，当电流过大时会造成熔深减小，是因为电弧电流过大产生的等离子体对激光产生屏蔽和阻碍作用，使激光的能量减弱，另外气体流量的增加也会造成焊接过程不稳定，焊接熔深先增大后减小，熔滴

2、过渡频率减小，熔滴直径增大，焊缝成型不好。关键词　激光-电弧复合焊接；熔滴过渡；电弧特性；激光功率；等离子体4HighStrengthSteelofLaser-compoundWeldingArcInTheLowAlloyAbstractInthispaper,highstrengthlowalloysteelasexperimentalmaterialstostudylaser-archybridweldingdroplettransfercharacteristicandarccharacteristics,high-speedvideocameraandanelectronicsigna

3、lacquisitionsystemtrackingshotacquisition,andthencapturedimageswereanalyzedtodeterminetheweldingparametersdroplettransfertotheplasmaeffectonthemorphologyandtheimpactontheweld.Studieshaveshownthat:theimpactoftheplasmaarcenergyismuchlargerthanthesizeofthemorphologyoflaserenergy,laserpowermainlyaffects

4、weldpenetrationwhilekeepingtheotherparametersconstant,thegreaterthedepthofpenetrationgreaterthelaserpower；arcaffectweldwidth,arccurrentthelargertheweldwidthlargerwhenthecurrentistoolargewillcausethepenetrationdepthisreduced,becausethearccurrentistoolargetoproducethelaser-producedplasmashieldingandhi

5、ndertheroleoftheenergyoft/helaserisreduced,anadditionalgasflowwillinstabilitycausedbytheweldingprocessisreducedafterthefirstweldpenetrationincreases,droplettransferfrequencydecreases,thedropletdiameterincreases,badweld.KeywordsLaser-ArcWelding,droplettransfer,arccharacteristics,laserpower,plasma4目录摘

6、要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.1.1激光-电弧复合焊国内外研究现状11.2激光、电弧与激光-电弧复合焊各自的特点21.2.1电弧焊的焊接特点21.2.2激光焊的焊接特点21.2.3激光-电弧复合焊的焊接特点31.3激光-电弧复合焊的焊接原理31.4激光-电弧复合焊的发展趋势41.5本文主要研究内容6第2章激光电弧复合焊试验材料、设备及方法82.1试验材料82.2试验设备82.2.1YAG激光器82.2.2MIG弧焊机92.2.3焊接机器人92.2.4高速摄像机102.2.5焊接接头装置102.3试验研究方法112.4焊接参数的选择112.4.1焊接电流的影响112.4

7、.2保护气体的选择112.5本章小结12第3章熔滴过渡特性133.1焊接参数对熔滴过渡的影响133.1.1激光功率与电弧功率133.1.2气体流量对熔滴过渡的影响163.2不同的过渡方式对焊缝的影响163.3熔滴过渡的受力情况163.3.1重力163.3.2表面张力173.3.3等离子体流力1743.3.4电磁收缩力173.4本章小结17第4章焊接接头微观组织及力学性能分析194.1焊接接头微观组