激光填丝焊的国内外研究现状(2)

在只改变送丝方式的情况下,得到了不同送丝方式下的焊缝成形,如图1-2所示。结果表明前置送丝方式较后置送丝方式焊缝成形良好。分析认为,前置送丝


在只改变送丝方式的情况下,得到了不同送丝方式下的焊缝成形,如图1-2所示。结果表明前置送丝方式较后置送丝方式焊缝成形良好。分析认为,前置送丝时,焊丝主要靠激光和等离子体加热,焊丝熔化稳定,焊缝成形良好。而后置送丝时,焊丝主要靠等离子体以及熔池的热辐射加热,焊丝加热温度偏低,焊丝熔化不稳定,造成焊缝成形不连续。

王成等[22]在大功率CO2激光填丝焊工艺参数对焊缝成形的影响研究中发现,送丝角度的最佳范围是20~40°。送丝角度定义为焊件与填充焊丝之间的角度。当送丝角度较小时,送丝嘴靠近工件,造成焊丝伸出长度过长,影响焊丝送进的稳定性;当送丝角度较大时,即使很小的位置偏差也会使激光和焊丝的接触点在焊缝垂直方向上引起很大的波动,造成焊丝调整困难。实验中还发现送丝角度增加使焊接接头的HAZ增加。分析认为,这主要是送丝角度增大,焊丝对激光的反射率减弱造成的。

刘红兵等[23]通过工艺试验以及高速摄影技术,以铝合金为实验材料,进行了激光填丝焊焊丝熔入行为的研究。结果发现,光丝间距不同,焊丝的熔入机制不同。焊丝的融入行为可以分为铺展过渡、液桥过渡、和大滴过渡。前置送丝时,焊缝成形良好,表面具有明显的鱼鳞状波纹。后置送丝时,焊丝波动性较大,焊缝成形呈凹凸状,没有鱼鳞状波纹,严重时甚至焊接过程中断。

许飞等[24]在对铝合金进行激光填丝焊时,研究了焊接参数对焊缝成形影响。研究发现光丝间距必须控制在一定的范围内,才可以获得良好的焊缝成形。优化的焊丝送进角度为60°,此时的焊缝成形良好。送丝速度与焊接速度和激光功率之间必须有着严格的匹配,送丝速度过快,可能导致焊丝不能及时熔化,焊缝下表面下榻,严重时焊丝扎进熔池焊接过程无法正常进行;送丝速度过低时,单位长度的焊缝熔入焊丝减少,不能良好的填充拼缝间隙,造成焊塌。焊丝不能有效遮挡间隙,造成激光泄露,能量利用率下降。

综上分析可知,由于激光填丝焊弥补了激光自熔焊自身的局限性,使激光焊在航空、航天、汽车、电子、船舶方面等领域的需求越来越强烈,对激光填丝焊焊接技术的研究有着非常重要的意义,也吸引了广大国内外焊接学者投入到这方面的研究中。然而,目前对激光填丝焊焊接的研究还是相对较少,认识水平还有待提高,不能实现激光填丝焊在生产中的应用。本文对激光填丝焊焊丝熔入行为以及影响因素进行了详细研究,并对耐候钢SMA490BW进行了对接试验以及接头力学性能分析。