光纤激光焊接机是一种先进的材料加工方式,以速度快、熔深大、变形小、精度高等优点,被广泛应用于各行各业。然而,激光器的代表,开展光纤激光器激光复合焊技术研究具有必要性和前瞻性。 本研究建立了一套光纤激光器-TIG 复合焊接
系统,初步验证了光纤激光-TIG 复合焊接的可行性及其性能。
1 实验材料及设备
试验采用德国IPG 公司生产的YLR-500 单模光纤激光器,如图1 所示,激光功率500 W,TIG焊接机采用日本松下TIG 焊机,并使用自制的激光-TIG复合焊头及三维工作平台进行焊接试验,工作台及复合焊头如图2 所示。
2 复合焊对间隙的适应性
光纤激光焊接机光纤激光器是一种高光束质量的光源,相对于传统激光光源,光纤激光器的光斑更小,在焊接有间隙的工件时,对工件间隙的敏感程度更高。在有间隙情况下光纤激光器以及光纤激光-TIG 复合焊焊缝的金相对比如图3 所示。
激光-TIG 复合焊相对于单独激光焊,焊接熔深增加了近两倍,并且焊缝凹陷减小,更加饱满,很好的展示了光纤激光-TIG 复合焊对工件间隙的适应能力。 光纤激光-TIG 复合焊接技术引入了电弧热源,扩大了热作用范围,熔化金属增多,桥接能力增强,降低了对工件装配精度的要求,减小了激光焊接技术应用成本,改善了焊缝质量,增加了光纤激光焊接技术的应用范围。
3 复合焊对焊接稳定性的影响
光纤激光焊接机单独TIG 焊接易受到环境因素的影响,尤其是在焊接速度较快时,容易出现咬边、驼峰等焊接缺陷,而激光-TIG 复合焊接时,光致等离子体使得电弧稳定燃烧并吸引电弧,即使在高速焊接时也不易发生电弧漂移或拉断现象。
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