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《金属脉冲Nd_YAG激光焊接参数的选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期长春光学精密机械学院学报年月邑金属脉冲激光焊接参数的选择余兴波田振华李宝清’李军雷军于长山吉林工学院长春汽车高等专科学校’、,摘要由于激光器的一些优查使得脉冲激光器焊接越来,。越得到人们的重视其工业应用也越来越广泛但施焊没曾检验过可焊性的某些金,,要经过,属从初选焊接参数直至确定焊接参数的最佳组合几次反复实验其过程十分繁杂和麻烦。。本文给出并讨论了激光焊接参数选择的一般原则和方法以及我们由实验获得。的激光焊接参数的实验数据这对在金属激光焊接加工中快捷有效地选则焊接参数具有实用价值。关键词激光焊接焊接激光器激光的优点为大批量焊接加工及其经济效益提供了坚
2、实的物质基础。因此,汽车等工业生产对激光焊接的应用产生了浓厚的兴趣。,,。目前国内外级脉冲激光焊接在工业中的应用广泛发展速度惊人与激光器比较,激光器效率高、体积小、重量轻、冷却系统简单脉冲,脉冲频率高拌激光焊机金属对激光束波长为的吸收率高于对激光拜,器光束波长的吸收率脉冲激光器一般具有尖峰结构的波型激光,,脉冲激辐射的动力特性范围大有利于提高深度熔化效果相对连续激光器光器所需的平。,,均功率小所以易将脉冲激光器应用到激光焊接自动线上去并实现柔性焊接。,,加工专家们预料随着激光器输出功率的提高它在工业生产中的应用将会越来越广泛。就激光功率、脉冲能量、脉冲宽度、
3、脉冲频率、焊接速度等激光焊接参数而言,不同的激光器、焊接工艺和金属材料,其焊接参数不同。因影响激光焊接质量的因素很多,对于没,,,以有通过实验获得激光焊接性能的金属在现场施焊中要不断调整参数获得有效焊缝的一。,。,组焊接参数其过程十分繁杂和麻烦需要相当长的时间若使这些参数成为最佳组合则需要更长的时间。,,,从文献检索目前只看到金属激光焊接工艺参数评价的文章还未见关于金属激光焊收稿日期一吉林省科委科技发展基金资助项目长春光学精密机械学院学报年接参数的选择方法及成功焊接参数的集中报道。就更不用说有效焊缝激光焊接参数的报道了。本文根据我们的金属材料激光焊接的实验结
4、果,讨论激光焊接参数选择的一般原则和方法,并给出了可供参考选择的有效焊缝的激光焊接参数的具体实验数据。这对焊接生产中快捷有效地选择激光焊接参数具有实用价值。激光焊接参数选择的一般原理有关论著。,已讨论了激光焊接中温度分布的各种简化模型由此可通过解复杂的数理方程得到某些激光焊接参数。但这些解得的参数值与实验数据相差甚远,为获得准确有效的激,。,光焊接参数还需实验来确定为此根据简化模型中参数之间的定性关系和实验中有效焊缝的实验结果,讨论激光焊接参数选择的一般原理。功率密度的选取功率密度是激光焊接中最关键的参数之一。从金属对激光的吸收机理,每种金属都存在,,,,一
5、个功率密度阑值超过此值后反射能力变低吸收能力增强金属单位体积的热输入增,。。之加激光能量可有效地用于焊接适合激光焊接的功率密度值的范围为一护一。功率密度范围不同,激光焊接的机理也不同见表。表两种类型激光焊的功率密度特征熔化机理。功率密度熔区形状‘激光热传导焊一近似球面或圆锥形面激光深熔焊熔池内形成又狭又深小孔功率密度的计算公式如下、丝冲、声汐几、互犷式中焦平面光斑上的平均功率密度。—尸峰值功率—焦平面上光斑直径—聚焦透镜焦距—夕光束发射角—单脉冲能量—。脉冲宽度—,采用激光器和一些光学聚焦系统相结合手段可在被焊接工件的表面上造成范围十分宽广的功率密度。目前已
6、普遍采用光的散焦法来调节工件表面上光斑点的功率密度及其直。,,径的大小但从实验知脉冲能量的数值较小时熔化区的宽度小于工件表面上光斑直径,,,。,能量增加熔化区将增宽按直径计一般超过直径的由此可从实验中』兴齐,禽徽等长春光学精密机械学院学报年尖峰的激光脉冲波形。在一个尖峰的作用时间内,光斑中心的功率密度高达,护一耐,,。,至使在主脉冲来临时表面反射率降低脉冲能量利用率大大提高但是在高频率激光缝焊中易采用光强基本不变的平顶波或衰减较缓的波形。否则,由于尖峰区熔融金属的飞溅,焊缝将出现由熔斑形成的不规则孔洞。激光脉冲宽度持续时间的选取,又称脉冲持续时间,尸脉冲宽度
7、是决定焊接接头丈,又是决定激光焊接设备、强度和能量效率的重要参数又造价及体积的关键参数。只厂芳丫、从图焊接强度和不同脉冲持续时间的辐射能仁‘〕,的关系实验曲线可看出相对焊接强度拉伸强度火,。焦尔和脉冲能量脉冲宽度存在一个最佳值而决定,,」一一一焊接接头强度的是熔深和熔宽,以及热影区。为此,多数情况下按发下原则选取脉宽。图焊接强度和辐射能的关系曲线,根据熔深和熔宽确定脉宽,,。,仁」脉宽增加熔深和熔宽随之增大且熔深随脉宽次方的比例增大对同一种金属焊接,,,,同样厚度的材料脉宽短所需热功率密度高激光参数可焊范围窄但热效率高增,,,,。,加脉宽所需热功率密度低激光
8、参数可焊范围宽热效率低且设备体积极庞大所以在,,满足
