激光同轴辅助搅拌摩擦焊的激光加热特性研究

在研究激光在空心搅拌头内传热行为的基础上,将激光同轴辅助搅拌摩擦焊过程分为搅拌头插入焊缝前、插入焊缝原位旋转以及沿焊缝前进3个阶段,采用接触式和非接触式测温手段获取搅拌头以及焊缝的温度场,对激光加热特性进行研究。研究结果表明:激光能量在小孔内的分布并不均匀,近3/4的激光能量集中在小孔的底部;激光功率越高,搅拌头温度上升越快,峰值温度也越高;细孔底部对应的搅拌针外表面温度最高,轴肩处温度明显下降;复合焊接在靠近焊缝中心处的温度要明显高于常规FSW,激光在搅拌头插入焊缝前预热,能够更加快速地提高焊缝温度。在一定焊接工艺参数下,加入激光能够消除常规搅拌摩擦焊焊缝中的孔洞,不会改变焊缝横截面的组织分布。