光纤激光-TIG复合焊接小孔型气孔的形成规律分析

本文基于焊接过程中线性提高激光功率的方法研究了光纤激光-TIG复合焊接焊缝中小孔型气孔的影响因素。结果表明,在复合焊接过程中将激光功率由0 kW线性增加至3 kW,可以获得激光功率和电弧电流对小孔型气孔的影响规律。当激光功率小于0.8 kW或大于2.2 kW时,焊缝内部均无小孔型气孔产生;当激光功率处于0.8~2.2 kW或保护气流量大于15 L/min时,焊缝内气孔相对较多,气孔率分别可达3.5%和5.5%;当激光功率为2 kW时,150 A的TIG电弧电流使熔宽提高了94%,熔深提高了35%,并控制了飞溅数量,改善了焊缝表面成形质量。进一步分析表明:电弧作用于小孔口的力是增加小孔不稳定性、提高焊缝中小孔型气孔数量的主要原因;激光功率变化导致孔内激光致蒸发量的变化是复合焊接焊缝中气孔数量改变的主要因素。

激光深熔焊接等离子体温度光谱测量对比

采用光谱仪探测CO_(2)激光深熔焊接等离子体及光纤激光焊接羽辉的光谱信号,分别利用波尔兹曼图法和相对强度法计算获取CO_(2)激光焊接等离子体的温度,并以较优的一种方法计算光纤激光羽辉温度。结果发现,对于同一个等离子体,采用相对强度法时,选择不同谱线获得的等离子体温度差异很大;当采用波尔兹曼图法时,使用不同谱线组合获得的等离子体温度非常接近。通过对两种方法获得结果的分析,认为采用波尔兹曼图法计算得到的等离子体温度精度更高,更具有可比性。而后采用波尔兹曼图法计算羽辉温度,发现光纤激光焊接羽辉辐射的谱线中连续谱强度不可忽略,与等离子体温度的计算略有不同。

光纤激光-TIG电弧复合焊接等离子体形态的可视化观察

基于可视化观察,研究了光纤激光-TIG电弧复合焊接等离子体的多重形貌特征。结果表明:基于等离子体光强的非均匀分布特性,利用多重成像法可同时观测出复合焊接等离子体的三重像和四重像,并可区分出金属等离子体和电弧等离子体,而且采用氦气保护比采用氩气保护更易于区分;在相同的电弧电流和成像条件下,复合焊接等离子体的面积明显大于单电弧焊接等离子体的面积;TIG电弧-激光复合焊接等离子体的面积明显大于激光-TIG电弧复合焊接等离子体的面积;复合焊接等离子体中金属等离子体与保护气并未充分混合,金属等离子体对复合焊接等离子体的形貌、稳定性等方面具有重要影响。