激光焊接小功率激光填絲研究

    與傳統焊接方法相比，激光焊接具有輸入能量密度高，工件熱影響區小，易于實現自動控制等優點，在工業生產中有著廣泛的應用。談到激光焊接時，人們往往會想到不用添加填料的具有數千瓦甚至數十千瓦輸出功率的二氧化碳激光焊接，或者是具有數千瓦輸出功率的YAG激光焊接。毫無疑問，不加填料的大功率激光焊接給制造業的發展帶來了飛躍性的進步，解決了加工精度較高的結構零件的激光焊接難題。但是，對于一些加工精度稍低、要求焊透深度較厚、不允許受高熱的結構零件和可焊性較差的材料，不加填料的激光焊接已不能適用，它會產生焊接質量缺陷（如出現氣孔、凹陷、結構變形或者不能焊上等），造成整個零件或部件報廢，這就使激光焊接制造技術的應用受到了很多限制。
  一直以來，國內大功率激光焊接機并不十分成熟，需要大功率激光焊接機的單位需花費數十萬到近百萬美元從國外進口。
  激光填絲焊接的研究為解決無填絲激光焊接在應用中受到的限制提供了有效的解決途徑。然而，通常所說的激光填絲焊接多指大功率或超大功率的激光填絲焊接，這類焊接主要針對較大或較厚的零部件，且已有大量研究成果和文獻報導。
  而針對不允許受高熱、易變形等薄壁結構，微型結構及各種復雜異形結構的填絲焊接研究則較少，這類零部件由于焊縫對接間隙寬度不確定，間隙形狀隨零件對接處的加工狀況和裝配質量隨機變化，因而無法自動控制被焊工件的運行，也無法控制填絲的填充方向和速度。本課題主要研究利用較小功率脈沖YAG激光做較小零件填絲焊接的工藝參數對焊接熱影響區及焊縫成形的影響。
  激光填料焊接原理
  激光填料焊接是指在焊縫中預先填入特定焊接材料后，用激光照射熔化或在激光照射的同時填入焊接材料以形成焊接接頭的方法。
  與非填絲焊接相比，激光填絲焊接具有以下優點：(1)避免了對工件加工、裝配要求過于嚴格的問題；(2)可實現用較小功率焊接較厚、較大的零件；(3)可以通過改變填絲成分控制焊縫區域組織性能。
  試驗條件和內容
  1 試驗條件
  試驗采用平均功率為200W的YAG脈沖激光器，激光輸出模式為低階模，聚焦透鏡焦距f=100mm，氮氣保護。
  2 試驗內容
  試件是由直徑Φ=1mm的不銹鋼絲經特殊方法彎制成形的，圖1(a)所示是其中的一種。激光填料焊接需要做的就是在開口一翼缺料處填料并焊接，使被切開的一翼閉合形成一縫隙，另一翼可以在此縫隙內移動。縫隙長約4mm，待焊接處焊接后兩翼可以方便地開合。http://www.lwvoqic.com/

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