CO2激光MAG电弧复合焊接稳定性研究

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1、摘要激光一MAG电弧复合焊接是将物理性质、能量传输机制截然不同的两种热源复合起来进行焊接，既发挥了激光大熔深、高速度的优势，又可弥补MAG焊飞溅大、稳定性差等不足，是一种在车用薄板的连接中具有广阔应用前景的先进连接技术。本文以Q235钢为实验材料，以C02激光加工系统、直流数字焊机和高速摄像仪为主要实验设备，针对激光一MAG旁轴复合焊接的稳定性方面开展了以下几方面的研究工作：’首先从复合焊接稳定性的最终表现一焊缝成形出发，以实际焊接过程为依据，运用反向推导其必要(充分必要)条件的分析方法整理出其与焊缝参数间相互影

2、响的三个因素。并运用统计分析法，利用统计量的标准方差可表征统计量的离散程度(波动程度)分别定义了3个因素的标准方差，为更进一步分析影响复合焊接稳定性的因素打下理论基础。其次通过观察焊缝表面成形，以焊接过程稳定时的表面成形特征为焊缝表面平整、光滑、连续、鱼鳞纹均匀细密，无蛇形焊道出现；焊接过程不稳定时的表面成形特征为焊缝表面不连续，或多有大块金属聚集凝固的现象为依据，标定了焊接过程稳定区。最后运用理论分析方法对焊接稳定区进行了定量分析，并依据统计量对影响复合焊接过程的主要影响因素(光丝间距DLA、焊接速度、熔滴过渡

3、频率和电弧电压)进行了定量的统计与分析。结果表明熔滴过渡的平稳性S。和熔滴与熔池尺寸之比的平稳性Sd在复合焊接过程的稳定性中起决定性作用。焊接参数和焊接位置对激光一MAG复合焊的焊接过程稳定性具有显著影响，其中光丝间距是影响复合焊接过程稳定性的重要因素；复合焊中的激光功率也对平均熔滴过渡时间(熔滴过渡频率)有较大影响，间距为lmm时熔滴过渡频率对激光功率不敏感；并且电弧电流变化时，电弧电压对焊接过程稳定性有明显影响。关键词：激光电弧复合焊；激光焊接；焊接稳定性摘要AbstractLaser-MAGhybridwe

4、ldingisanadvancedjoiningtechnologywhichutilizestwoheatsoul'ceswhosephysicalcharacterandmechanismofenergyflowaretotallydifferent．Ittakesadvantageofverydeeppenetrationandultrahi．ghspeedoflaserweldinganditavoidsthedisadvantageofsplashandunstableofMAGwelding，andw

5、illbeimplementedwidelyinthinplateweldinginauto-mobileindustryinthefuture．ThispaperstudiesthefollowingaspectsbasedonQ235steel，C02laserweldingsystem，digitaldirectcurrentweldingmachineandhi曲speedcamera：First，threenecessaryandsufficientconditionsforweldformationa

6、ndweldingparametersarededucedaccordingtopracticalweldingprocess．AnddeviationofthreestatisticswhichCanrepresentthefluctuationrateofthemisdefined，onwhichthebaseofthefollowinganalysisisestablished．Second，thestabilityzoneofweldingprocessisdrawnbasedonthestablewel

7、dingprocesses．Stableprocessshowssmooth，detailedgraininweldformationandunstableoneshowsthatofnon—continuousformationorblocksofmetalgathering．Last，quantitativeanalysisonstabilityzoneismadethoughtheoreticaldeduction．Theimportantparametersthatimpactonweldingproce

8、ssmostaredistancebetweenlaserandarc(DLA)，weldingspeed，droptransferrateandarCvoltage，whicharequantitativelyanalyzed．Thehavestigationssuggestthatthestabilityofdroptransfer(soanddrop—poolgeo