-
激光焊接是将聚焦后的激光束照射到焊件表面，利用其巨大的能量，使工件对接部分金属瞬时气化，并在束流压力和蒸气压力共同作用下形成“小孔”。小孔内的金属蒸气在高能量密度的激光照射下发生电离，在小孔内部和上部形成高温等离子体，通过小孔效应将大部分能量传递给周围的材料使其熔透，随着激光束的移动，熔融金属迅速冷却，形成致密的焊缝组织[8]。28086
- 上一篇：装甲钢的焊接技术研究现状
- 下一篇：弹丸膛内运动参数测试的国内外研究现状
在激光焊接中，影响并决定焊缝表面成型、焊缝深宽比和飞溅状况等的是激光功率、焊接速度、离焦量和保护气流量等焊接工艺参数。
激光功率是激光焊接中最关键的参数之一[9]。激光焊接有两种模式，一种是热传导焊一种是深熔焊。激光功率低时为热传导焊，焊材从表层开始逐渐熔化，随吸收能量增加和热传导，液固界面逐渐向材料内部迁移，最终实现焊接的过程；而当激光功率上升至一定值后，激光焊接模式转化为深熔焊。深熔焊往往伴随着小孔效应，而小孔现象的出现大大提高了材料对激光能量的吸收，使得激光束能够深入至焊缝深处[10]。论文网
焊接速度对熔深的影响较大。在其他参数不变的情况下，加大焊接速度，热输入减少，焊缝熔深减小；适当减小焊接速度，可加大熔深，但焊接速度过低时，不但熔深将不再增加，焊缝熔宽还将随之增大。
离焦量表示激光焦点与工件照射面的垂直距离。焦点在焊件表面上方为正离焦，反之则为负离焦。离焦量除了影响照射在焊件表面的激光光斑大小外，还影响着光束入射的方向，因此其对焊缝形状和熔深等都有很大的影响。
保护气不仅具有保护焊缝金属不受有害气体的侵袭作用，防止氧化污染，还能抑制激光焊接过程中等离子云的形成，所以它对熔池从形成到凝固都有一定的影响[11]。
Janicki D[12]采用激光焊焊接3 mm的装甲钢板，在经过对激光功率、焊接速度和离焦量等工艺优化后得到了无气孔裂纹等缺陷的优质焊缝。对接头进行力学分析，发现热影响区的硬度较母材低了40%，焊缝金属硬度与母材相似，而焊接接头的抗拉强度则为母材的85%。
秦国梁等[13]引进了焊接体能量用来综合评价激光焊接过程中激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等工艺变量对激光焊接过程及结果的影响，并分析了其对焊缝熔深的影响。发现焊接体能量与激光功率成正比、与焊接速度成反比、与离焦量成四阶指数关系，与焦点尺寸成平方关系。试验表明，在激光深熔焊接的过程中，焊缝的熔深由焊接体能量决定，若增大焊接体能量，则焊缝熔深也呈线性增大。
刘思昌等[14]采用数控CO2激光器对高强镀锌板进行了拼焊工艺的试验，研究分析了离焦量、激光器输出功率、焊接速度、辅助气体和喷嘴高度等工艺参数对焊接质量的影响。结果显示，选择离焦量为-1 mm、激光功率为3800 W、焊接速度为2 m/min、喷嘴距焊件表面的高度为6 mm、氦气与氩气的流量分别为40和15 L/min的工艺参数，焊缝接头成型良好，强度远远大于母材。