激光深熔焊有哪些焊接参数

    激光深熔焊有哪些焊接参数，试述其相互关系及对熔深和焊缝形状的影响

    激光深熔焊的主要焊接参数有入射光束功率、光斑直径、吸收率、焊接速度、离焦量以及保护气体成分和流量。

   (1)入射光束功率  主要影响熔深。光斑直径不变时，熔深随入射光束功率的增加而增加；焊接速度不变时，焊接不锈钢、钛、铝及合金时的最大熔深hmax正比于入射光束实际功率P0.7。

   (2)光斑直径  在入射光束功率不变时，光斑尺寸决定了光束功率密度的大小。采用短焦距聚焦透镜，可使聚焦后的光斑直径d变小：在f一定的情况下，横模阶数越低，d越小，m=0时的d为最小。

   (3)吸收率  吸收率决定了焊件对激光束能量的利用率。金属对红外光的吸收率与电阻率，从而与温度有关。多数金属材料室温时对10.6μm波长光束的反射率一般都超过90%，但一旦熔化、气化形成小孔后，吸收率就会急剧增加。材料表面涂层或生成氧化膜以及使用活性气体都能提高吸收率，如φ(Ar) 90%+φ(O2)10%的保护气体可使熔深增加1倍。

   (4)焊接速度  影响焊缝熔深和熔宽，尤其是熔深，与焊接速度几乎成反比关系。

   (5)保护气体成分及流量  不同保护气体成分对熔深的影响也不同。图1-12表明，He的电离势高于Ar，其穿透力也高于Ar，在He中加入体积分数为1%电离势更高的氢时，其穿透力可进一步提高；CO2的影响介于He、Ar之间。气体流量的影响如图1-13所示，在一定流量范围内，熔深随着流量的增加而增加，但达到一定值后熔深就基本不变了。

    图1-12    不同保护气体对熔深的影响

    图1-13    保护气体流量对熔深的影响

    此外，高速焊时不仅应考虑保护气体的电离势，还应考虑气体的密度，较重气体与较轻但电离势高的气体组合将能产生最隹的熔透效果。如图1-14所示为φ(He) 90%+φ(Ar)10%的混合气体，在焊接速度增加时，熔深仍能同步增加。

   (6)离焦量  离焦量F不仅影响光斑直径和光束的入射方向，而且影响焊缝形状、熔深和焊缝横截面积。图1-15为6mm厚的310不锈钢在5kW功率16mm/s焊接速度下的焊缝截面形状：焦点位于焊件较深部位时，形成V形截面焊缝；焦点在焊件以上较高部位时，形成“钉头”形截面焊缝；焦点位于焊件表面以下1mm时，形成I形截面（两侧面接近平行）焊缝。实际应用时焦点位于焊件表面以下1~2mm。离焦量对熔深、熔宽和焊缝横截面积的影响如图1-16所示，△F较大时，熔深h很小，属热传导焊范畴；△F减小到一定值时，熔深h跳跃性增加，小孔效应出现，进入深熔焊范畴。

    图1-14    混合气体对熔深的影响

    图1-15    离焦量对焊缝形状的影响

    图1-16    离焦量对熔深、熔宽和焊缝横截面积的影响

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