特种焊接技术 教学课件 作者 王洪光 主编08二章课件教案.doc

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1、序号专业及班级授课类型8授课日期讲课课题第二章激光焊第四节激光焊接工艺及参数第五节典型材料的激光焊教学目的1、掌握激光焊的工艺参数2、掌握激光焊的工艺过程3、了解典型材料的激光焊重点与难点重点：激光焊的工艺参数难点：激光焊的工艺参数的控制时间(分)内容及教授方法教具第四节激光焊接工艺及参数一、脉冲激光焊工艺及参数二、连续CO2激光焊工艺及参数第五节典型材料的激光焊一、钢的激光焊二、有色金属的激光焊三、高温合金的激光焊四、异种材料的激光焊五、非金属材料的激光焊课后记录检查意见签字教师课时计划（首页）教师课时计划（付页）第四节激光

2、焊接工艺及参数激光焊按激光器输出能量的形式可分为脉冲激光焊和连续激光焊，它们的工艺及参数是有所不同的。一、脉冲激光焊工艺及参数脉冲激光焊有五个主要焊接参数：脉冲能量、脉冲宽度、脉冲形状、功率密度和离焦量。（一）脉冲能量（二）脉冲宽度（三）脉冲形状（四）功率密度式中——激光能量；——光斑直径；——脉冲密度。（五）离焦量二、连续CO2激光焊工艺及参数连续激光焊主要采用CO2激光器，焊缝成形主要由激光功率及焊接速度确定。CO2激光器因结构简单、输出功率范围大和能量转换率高而被广泛应用于连续激光焊。（一）接头形式及装配要求（二）连续激

3、光焊的工艺参数连续激光焊的工艺参数包括入射光束功率、焊接速度、光斑直径、离焦量和保护气体等。1、入射光束功率教师课时计划（付页）入射光功率主要影响熔深，当束斑直径保持不变时，熔深随入射光束功率的增大而变大，图2－10是根据对不锈钢、钛、铝等金属的实验而给出的激光焊熔深与入射光束功率的关系。由于光束从激光器到工件的传输过程中存在能量损失，作用在工件上的功率总是小于激光器的输出功率，所以，入射光束功率应是照射到工件上的实际功率。在焊接速度一定的前提下，焊接不锈钢、钛、铬时，最大熔深与入射光束功率之间存在以下关系：2、焊接速度3、光

4、斑直径式中—－最小光斑直径，mm；—－透镜的焦距，mm；—－激光波长，mm；—－聚焦前光束直径，mm；—－激光振动模的阶数。4、离焦量离焦量不仅影响焊件表面激光光斑大小，而且影响光束的入射方向，因而对焊接熔深、焊缝宽度和焊缝横截面形状有较大影响。在离焦量F很大时，熔深很小，属于热传导焊；当离焦量F减小到某一值后，熔深发生跳跃性增加，此处标志着小孔产生。5、保护气体气体保护可以提高焊缝质量，气体有两个作用：一是保护焊缝金属不受有害气体的侵袭，防止焊缝氧化和产生气孔；二是影响焊接过程中的等离子体，抑制等离子体云的形成。教师课时计划

5、（付页）第五节典型材料的激光焊一、钢的激光焊（一）碳钢和合金钢的激光焊国外对三种民用船舶船体结构钢（编号分别为A、B、C）的激光焊进行了实验研究。实验板材的厚度范围为：A级—9.5～12.7mm，B级—12.7～19.0mm，C级—25.4～28.6mm。钢的ω（C）不大于0.23%,ω（Mn）为0.6％～1.03%,钢的脱氧能力从A级到C级依次递增。焊接时，使用的激光功率在10kW左右，焊接速度为0.6～1.2m/min。除对厚度为19.0mm和25.4mm的板材进行正反两边焊外，其他试件均为一次焊双面成形。通过对试件进行拉

6、伸、弯曲以及冲击等实验表明，激光焊接头性能良好。激光焊接碳钢实例如下：1、冷轧低碳钢板的焊接板厚为0.4～2.3mm，宽度为508～1279mm的低碳钢板，用功率1.5kW的CO2激光器焊接，最大焊接速度为l0m/min，投资成本仅为闪光对焊的2/3。2、镀锡板罐身的激光焊镀锡板俗称马口铁，主要特点是表层有锡和涂料，是制作小型喷雾罐身和食品罐身的常用材料。用高频电阻焊工艺，设备投资成本高，并且电阻焊焊缝是搭接，耗材也多。小型喷雾罐身，由约0.2mm厚的镀锡板制成，用1.5kW激光器，焊接速度可达26m/min。用0.25mm厚

7、的镀锡板制作的食品罐身，用700W的激光焊进行焊接，焊接速度为8m/min以上，接头的强度不低于母材，没有脆化倾向，具有良好的韧性。（激光焊焊缝窄约0.3mm，热影响区小，焊缝组织晶粒细小。用激光焊焊接罐头盒纵缝，每秒可焊10条，每条焊缝长120mm，并可对焊接质量进行实时监测。教师课时计划（付页）合金钢的激光焊，只要所选择的焊接参数适当，就可以得到与母材力学性能相当的接头。美国海军对潜艇耐压壳用Hy-130合金钢的激光焊表明，接头的力学性能，如断裂强度、伸长率等，比其他常规方法所焊接头的性能优越。冲击实验表明，激光焊接头的D

8、T能（动态撕裂能）接近母材，而且冲击韧度优于母材。激光焊接头具有高强度、良好的韧性和抗裂性，原因如下：（1）激光焊焊缝细、热影响区窄。焊接裂纹并不总是沿着焊缝或热影响区扩展，常常是扩展进母材。冲击断口上大部分区域是未受热影响的母材，因此整个接头的抗裂性实际上很大部分是由母材所