（广告）

文/蒋明生，戴威，王铎，童纯，陆启宇·江苏亚威机床股分有限公司，江苏省金属板材智能配备要点实行室导语

将保守电弧焊与激光焊接停止比较，能够得出激光焊接的上风。为了取得更好的激光焊缝，本文就激光焊接工艺停止议论，首先将焊缝的深宽比、表面描写等做为评估目标，尔后协商影响这些指目标工艺参数，并针对性地对不锈钢、铝板和碳钢板停止激光焊接测试，得出焊接临盆经过中能够行使的、阅历性的论断。

激光焊接是操纵能量密度高的激光做为焊接热源完成板材焊接的一种特别的临盆技艺，因其有能量密度高、焊接速率快、环保、板材变形量小等长处，在钣金创造行业取得了精良的运用。

激光焊接与保守电弧焊的对照电弧焊引见

保守电弧焊大抵可分为焊条电弧焊、钨极氩弧焊、融化极气体维护电弧焊、埋弧焊等。焊条电弧焊是在焊件与焊条之间引出电弧，电弧孕育的热量融化焊件与焊条的来往部份孕育金属熔池，跟着焊条行进的方位，新的熔池一直孕育，老的熔池一直冷却与固结，最后孕育焊缝。焊接经过示妄念如图1所示。

图1焊条电弧焊示妄念

钨极氩弧焊采纳钨极做为放电电极，但该电极不会被损耗，采纳惰性气体做为维护气体，依托电弧孕育的热量来融化母材与焊材，焊接地域被维护气遮蔽，根基不会产生飞溅。

融化极气体维护电弧焊是经过给焊丝通电，在焊丝与母材之间孕育电弧，融化母材与焊丝。

电弧焊当前在焊接范畴依然占主体身分，但跟着墟市关于焊接品质、效率的请求越来越高，保守电弧焊在一些高端钣金的创造范畴碰到了瓶颈，电弧焊的弱点也越来越显然。保守的电弧焊请求行使氩气做为维护气体，而高纯度的氩气成本较高；电弧焊操纵须要有特种功课操纵证的专科人员来停止，准初学槛较高；氩弧焊会孕育高密度的电流，孕育热量较高，不利于熔点较低的金属板材焊接；焊接效率低，速率较慢；焊接表面较为粗拙，若表面描写请求较高，则须要补充打磨工序；电弧焊强度有限。

激光焊接的上风

合流的激光焊接可分为自熔焊、摆动焊、填丝焊、振镜焊及多种焊接方法相联结的复合焊等。比拟于保守的电弧焊，激光焊接技艺的长处见表1。关于产物附加值较高、产物一致性好、焊缝空隙小、探索效率的高端钣金创造行业，激光焊接可做为首选。

表1激光焊接与电弧焊接特征对照

激光焊接工艺参数激光焊接焊缝目标

由于客户须要不同，对钣金件的焊接功效请求也不同。关于焊缝的请求要紧显示在如下几个目标：表面描写，熔池宽深比，是不是有气孔、裂纹、杂质、咬边等毛病。

表面描写是焊材与母材联结大概母材与母材联结以后焊缝表面的形态像貌，大概凹下、大概平坦、大概上凸，可经过调整焊接功率、离焦量、拼接方法等来完成不同的焊接描写。

熔池宽深比，是指焊缝熔池深度与宽度的比值。若客户关于焊接产物有强度请求，须要将焊接产物经过线切割→镶嵌→磨抛→腐化→显微镜金相剖析这一系列环节，按照焊缝的深宽比值响应焊接强度，更多的是硬度方面的显示，也可经过拉伸强度测试反应焊接的拉伸强度目标。熔深比金相剖析如图2所示。

图2熔深比金相剖析

在特定的做事处境中，焊接件存在气孔、裂纹、杂质、咬边等毛病，很大概会诱发严峻的平安事情，若有的产物对气密性、是不是漏水等有严酷请求。寻常焊缝、存在毛病焊缝示妄念如图3所示。

图3焊缝示妄念

激光焊接影响成分

直接影响激光焊接的成分有焊接温度、焊接材料的熔点、焊接材料对激光的摄取率、热影响等。对应到焊接工艺，可从材料功能、激光功率、焊接速率、主题地方、维护气体、焊缝空隙等方面来思考。

焊接材料对激光的摄取率影响焊接功效，就寻常材料而言，铝和铜关于焊接激光的摄取率较高，而碳钢和不锈钢较低。关于摄取率高的焊接材料不时须要耗费更多的能量来使之融化并孕育不乱的熔池与焊缝。

激光功率是激光焊接的能量泉源，对焊接功效有决议性的影响，激光功率的巨细也影响着焊接的速率。激光功率不是越大越好，在抵达肯定的激光功率后，对应的焊接熔深也会抵达一个阈值，超出这个阈值，熔池会更不不乱，反而使得熔池深度下降。于是筛选符合的激光功率值变得尤其关键。

焊接速率与熔深呈负联系，速率越快，焊接材料上输入的能量就会越低，反之则会越高。过快的速率不能使焊接材料取得充沛的能量而孕育抱负的焊缝，太低的速率会致使过熔景象，特为是对热量敏锐的铝。

主题地方直接影响焊缝的熔深与熔宽，激光主题适值位于焊接材料表面称为零焦,位于焊接材料之上大概之下均为偏焦。零焦光斑最小，同韶华斑能量密度最高；偏焦焊接功率密度下降但光斑变大，恰当焊接界限大的工件。

维护气体对焊接的影响不只显示在吹气品种上，也显示在不同的吹气方法上。吹气的影响不只是防备焊接经过中工件表面不被氧化，仍是抵制激光焊接经过中孕育的等离子云。维护气会直接影响表面的描写与光彩，对这两点有请求的焊接产物肯定要仔细维护气体的紧急性。

待焊工件焊缝的空隙与焊接的熔深、熔宽、焊缝描写有直接的联系。若焊缝空隙过大、光斑较小则没法将焊缝融化联结，熔合难题；同时激光外露，很大概毁坏工装或工件。若空隙过大且在肯定界限内，可经过增大光斑、补充摆动等方法来改进，但改进功效有限。

焊接实验剖析

焊接实验采纳安川机械人GP25、PRIMA激光器、OSPRI焊讨论（芯径μm、焦距mm）、万顺兴送丝机，离别对1.5mm的Q碳钢板、SS不锈钢、3系铝合金板停止焊接功效测试。按照阅历，在测试工艺经过中，可供应一个参考：1mm的薄板可从1kW的功率、30mm/s的焊接速率发端试焊接，参考功率可为P=A·X，此中A是常数系数（A≥0），X是板厚。在焊接速率、材质、气体等其余焊接前提稳固的情状下，系数A的巨细跟着板厚的补充而慢慢减小，同时系数A也受焊接方法的影响。

碳钢板焊接工艺剖析

厚度为1.5mm的Q碳钢板的摆动焊接工艺参数见表2。

表2Q碳钢板摆动焊接工艺参数

从上述实验数据能够看出，在摆动焊接碳钢板的经过中，跟着焊接速率的补充、激光功率也要恰当补充，在保证摆动界限稳固的情状下，须要补充摆动速率，来保证焊接功效。假如摆动速渡太小会浮现焊缝不平匀的情状。

寻常来讲，碳钢自熔焊所需能量小于碳钢自熔摆动焊所需能量，碳钢自熔摆动焊所需能量小于碳钢摆动填丝焊所需能量，在其余成分稳固的情状下，能量要紧由功率和速率来把持。类似的焊接功效，功率高了，速率要快；功率低了，速率要慢。抱负形态下，为了两全焊接品质与效率，要尽大概提升焊接速率，但速率太快焊讨论会颤动，还会受激光功率与材料功能的束缚。是以，寻常会在功率与速率之间找寻均衡。

铝板焊接工艺剖析

实验采用的光纤芯径为μm，倘若要焊接铝、铜等高反、吸热性强的材料，须要更高的功率密度来使铝融化。此时，需筛选零焦焊接金属，在焊缝较小的情状下，它能够使激光在功率最小的情状下孕育最大的功率密度，融化金属，孕育熔池，这便是须要找零焦的缘故之一。不同材质焊接工艺参数见表3。

表3不同材质焊接工艺参数比较

从上述实验数据能够看出，类似厚度的板材，在其余参数险些稳固的情状下，3系铝合金要比Q碳钢须要更慢的焊接速率来抵达抱负的焊接功效，实质上须要更多的热量。

不锈钢吹白工艺剖析

厚度为1.5mm的不锈钢焊接焊缝吹白工艺参数比较见表4，焊接功效如图4所示，3条焊缝（从左到右）焊接参数离别对应表4中的序号1、2、3。

图4焊接功效比较

表4不锈钢焊接焊缝吹白工艺参数比较

要想不锈钢吹白，是须要激光融化金属以后能够在维护气体的气氛下倏地冷却结晶。倘若功率太高，在金属板材上就会积聚不少热量，冷却速率就会较慢，轻易氧化变色；功率太低，没法熔透；倘若速渡过快，加之吹气工装大概不足大，吹气功效就会不好；倘若速渡过慢，热积聚过量。总的来讲，要吹白，就要均衡好功率、速率和吹气这几个方面，倘若确实没法一次性吹白，能够先在功率略高的前提下焊一起，尔后下降功率再焊一起。

终了语

激光焊接经过中，为保证焊接品质，可从材料功能、激光功率、焊接速率、主题地方、维护气体、焊缝空隙等方面归纳思考。关于合流的碳钢、不锈钢、铝板能够筛选上述提到的肇端实验参数，尔后按照材料性格、客户请求等调整各方面参数，进而使焊缝抵达抱负的功效。

做家简介

蒋明生

电气工程师，要紧从事钣金智能高端摆设的电气安排与调试做事，曾垄断《AMS.HS-冲剪复合机》、《双头冲压单位》、《HPMS--FMC板料柔性冲剪加工单位》、《大型龙门码垛》和《三维五轴激光切割机》等项目，占有有用新式专利1项。

——摘自《钣金与制做》年第6期

预览时标签弗成点收录于合集#个

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkgx/1140.html