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激光填丝焊接技术应用

激光填丝焊原理

激光填丝焊接的原理如图1所示,该工艺与“扫描”加工方式不同的是,聚焦激光斑点不是直接照射在工件表面,而是照射到焊丝上,焊丝金属熔化后再进入待焊两工件之间,为了保护加工区和控制光致等离子体,还需要向激光束和焊丝及工件作用部位吹送保护气体。为了实现单面焊双面成形,保证焊缝背面成形,还必须对其施加背保护。

1.激光填丝焊接铝合金

2.激光填丝焊接异种金属

3.改善焊缝成型

4.窄间隙填丝焊

其中,针对改善焊缝成型和窄间隙填丝焊这两个应用,我们用实际应用案例来看看激光填丝焊的效果。

改善焊缝成型

要求:1mm和3mm不锈钢拼焊,要求焊缝无气孔,成型较好。

设备:某品牌4000W连续光纤激光器(光纤芯径200μm)、送丝机、焊接头。

工艺参数:如下表所示。

结果:成型较好,焊缝无气孔,如下图所示的焊缝成型及横截面形貌。

a. 1mm+1mm

b. 1mm+3mm

c. 3mm+3mm

窄间隙激光填丝多道焊接

要求:18mm厚的Q345船用钢板拼焊,要求焊缝气孔较少,没有未熔合,接头抗拉强度高于母材,焊缝成型较好。

设备:某品牌6000W连续光纤激光器(光纤芯径400μm)、送丝机、焊接头。

工艺参数:焊道必须开坡口,坡口尺寸如下图所示。

其他焊接工艺参数如下表所示

结果:成型较好,没有出现未熔合,焊缝基本无气孔,如下图所示,并且经过拉伸试验证明,焊缝断裂在母材,说明接头抗拉强度高于母材。

针对常用材料的对接接头激光填丝焊,为了改善焊缝成型,一般推荐激光器及光纤芯径、焊接头配置应当保证聚焦光斑直径为0.4mm~0.6mm之间,并且焊丝应当选择适当的牌号。

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