CO2激光焊接质量控制_路浩.pdf

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1、DOI：10.14024/j.cnki.1004-244x.20160308.001网络出版时间：2016-03-0808:44:59网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/33.1331.TJ.20160308.0844.002.html第39卷第2期兵器材料科学与工程Vol.39No.22016年3月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGMar.，2016CO2激光焊接质量控制12路浩，邢敬伟（1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266111；2.中国人民解放军第五七二〇

2、工厂，安徽芜湖241007）摘要针对应用较为普遍的CO2激光焊接，介绍激光焊接的物理过程、光束模型及参数，总结分析小孔熔池的形成过程及数学模型影响因素对焊接过程稳定性的影响，利用光束数学模型分析模型各参数对焊接过程稳定性的影响。阐述等离子云产生的机理，总结等离子云对激光功率衰减的消除措施及实际生产中激光焊接缺陷的处置方法，保障焊接过程稳定，获得稳定熔深。关键词激光焊；等离子云；质量控制中图分类号TG46文献标志码Ａ文章编号1004-244X（2016）02QualitycontrolofCO2laserwelding12LUHao，XINGJingwei（1

3、.CRRCQingdaoSifangCo.Ltd.，Qingdao266111，China；2.PLANo.5720Factory，Wuhu241007，China）AbstractThephysicalprocessandbeammodelofCO2laserweldingareintroduced.Theformingprocessofweldingpoolandinfluencingfactorsofmathematicalmodelaregeneralized.Inordertoguidetheweldingprocessdesignfortheap

4、plicationofcommonCO2laserwelding，theinfluencingfactorsonthestabilityoflaserweldingpoolareanalyzedbyweldingbeammodel.CausesandeliminatingmethodsofCO2laserweldingplasmacloudarereviewed.ThesolutionstoabnormalweldingphenomenonforCO2laserweldingaresummarized.Keywordslaserwelding；plasmac

5、loud；qualitycontrol激光作为高能量密度热源用于焊接，在工业生产表面，使用的ZnSe透镜等光学装置造价昂贵，光路系［1-2］制造中的应用范围日益广泛。相对传统的低能量密度统需要精确设计，柔性较差。弧焊方法，激光焊是一种精密焊接技术，对焊接结构设作者针对工业应用较为普遍的CO2激光焊接，对计合理性、焊接工艺水平和材料质量要求很高，如果工光束数学模型进行描述，分析小孔熔池的数学模型及艺控制不当，极易出现焊接缺陷。激光焊接的精密性影响因素、光束模型及光束各参数对焊接过程稳定性主要表现在，光束传输稳定性易受外界影响，间隙适应的影响，分析等离子云对激光

6、功率的衰减及消除措施，能力差，光束直径小。归纳总结实际生产激光焊接缺陷处置方法。1964年贝尔实验室Patel发明了世界上首台CO2对于激光焊接技术这一精密焊接方法，理解认识激光，功率只有1mW，1966年出现了商用的100W激其基本物理过程，小孔、光束主要参数间影响规律，等光器，20世纪末出现了50kW的CO2工业激光器。CO2离子云形成的基本原理，对于工艺设计、工艺窗口优激光波长为10.6μm，转换效率为8%~15%，高于棒式化、焊接质量保障具有重要意义。Nd：YAG激光器，低于光纤、盘式激光器。CO2激光器1激光焊物理过程的波长决定了其与被焊材料、保护

7、气、等离子云的互相作用规律，决定了其焊接行为特征和设备结构特点。1.1光束能量吸收其优点有较低设备投资、相对稳定焊接、光束能量高；高能激光束的光（量）子能量稳定地传输给焊件并缺点有不能光纤传输，高反射率，光致等离子体的光束形成熔池是实现稳定激光焊接并获得稳定焊接质量的能量损失。CO2激光器的缺点是由其波长造成的，常前提。规传输材料如石英和玻璃对此波长激光不透明，无法当激光束照射到金属材料上时，原子并不吸收光使用光纤传播系统，只能靠光学反射系统传播至被焊子，而是通过电离电子吸收能量，激光能量通过激光光收稿日期：2015-06-04；修回日期：2016-03-0

8、7基金项目：国家科技支撑计划资助项目（2009BAG