高功率光纤激光焊接铝合金焊缝成形特征研究

为了探究铝合金高功率光纤激光焊接焊缝成形特征与规律,采用高斯光束与平顶光束对3mm厚5052铝合金进行激光对焊,对比分析了不同光束模式下的焊缝成形特征与激光功率、扫描速率对焊缝成形的影响。结果表明,平顶光束焊接主要为热导模式,熔池呈U型,易产生气孔、裂纹等缺陷;高斯光束焊接有4种模式,随着激光功率和扫描速率的变化,4种模式相互转化,深熔焊模式下,熔池形貌呈"丁字"型;扫描速率为20mm/s时,高斯光束有效深熔焊的下、上临界功率密度分别为8.8×10~5W/cm^2和9.2×10~5W/cm^2;激光功率为2.7k W时,高斯光束有效深熔焊的下、上线能量分别为77J/mm和90J/mm;在满足深熔焊所需功率密度条件下,线能量可作为激光深熔焊接的一个判据,线能量和功率密度对焊接模式与熔池形貌共同起决定性作用。

光纤激光焊接铝合金离焦量对焊缝成形的影响

采用高功率光纤激光对3mm厚铝合金进行焊接实验,系统研究了离焦量对焊缝熔池形貌、熔深、熔宽、底部驼峰及深宽比、宽度比例系数的影响。结果表明,随着离焦量的增加,焊接模式由深熔焊转变为热导焊,熔宽变化不明显,底部驼峰高度和宽度比例系数降低;用高功率光纤激光焊接时,通过减小负离焦量或改变为正离焦的方式能降低焊缝塌陷程度与底部驼峰高度;用较低功率光纤激光焊接时,通过增大负离焦量或减小正离焦量的方式能增大背面熔宽。