激光束与焊缝的相对位置对焊缝的影响

时间:2019-07-12 来源: 旅游
钱柜777

激光束和焊缝相对位置对焊缝的影响

您是否知道激光束的入射方向和入射角将直接影响焊池的形状及其流动模式,这将对焊缝的形成和性能产生重要影响。

为了理解激光束和焊缝相对位置对焊缝的影响,我们进行了两个实验,用非高反向材料和高反向材料进行了测试。在本期中,小编首先介绍了瑞克激光器的大功率多模块连续激光器RFL-C4000(核心100μm),它是焊接非高反射材料时激光束的相对位置(例如,不锈钢)。接缝的影响。

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测试材料

6mm厚304不锈钢

6mm厚304不锈钢

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测试设备

4000W多模连续光纤激光器(带100μm芯光纤),悬臂焊接台,焊头(准直透镜焦距100mm,聚焦透镜焦距300mm)

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测试方法

首先,使用300W高功率脉冲光纤激光去除待焊接材料表面的氧化层和油污,然后将两种材料堆焊在一起。

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测试过程

焊接试验按设定参数进行。测试参数如下表所示。在测试完成后,对测试板进行线切割取样,然后进行金相制备并测试。

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表1中的所谓的光束入射方向表达是相对于焊接方向确定的,如图2所示。

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图1光束入射方向

光束的入射角表示为激光束与测试板法线之间的角度,如图2所示。

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图2

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测试结果

不锈钢304的焊接试验结果如下表所示。

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(图中的横坐标值表示光束的入射角值,“负值”表示光束的前向倾斜,“正值”表示光束的向后倾斜)

从表2和图3可以看出,激光垂直入射焊接的焊缝穿透深度最大,光束入射角越大,穿透深度越浅,光束向前穿透越深。在相同的入射角下光束的后倾。略小一些。

有些学者郭洪鹏对此进行了深入研究,主要结论可以说是:主要原因是当光束注入焊缝形成小孔效应时,液态金属通过向外喷射的金属蒸汽羽流的反作用力流动:当光束垂直入射时,反作用力推动液态金属朝向熔池底部几乎垂直向下;当光束向前倾斜时,反作用力的方向倾向于是水平的,而当倾斜角度较大时,反作用力的方向倾向于是水平的。如图4(a)所示,熔池顶部的液态金属流向熔池尾部,熔池底部的液态金属由于摩擦力向上流动;当梁向后倾斜时,反作用力的方向是垂直的。小孔的前壁向下倾斜,如图4(b)所示,因此有一个垂直向下的力分量作用在熔池顶部的液态金属上,使其向下流到底部熔池的倾斜角度较大。小孔的前壁越陡,反作用力的方向越倾向于水平,并且垂直向下方向的分力越小。

熔池中的液态金属处于高温并且具有大量的热量。进入熔池底部的液态金属越多,热量就越多地进入熔池底部,因此它可以传递更多的热量。在熔池底部边缘熔化更多的基础金属,从而增加焊接熔深。液态金属在朝向熔池底部的方向上受到的力越大,液态金属越多地流入熔池底部,导致更大的渗透,因此上述熔化深度曲线如图3将出现。现象。

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图4液态金属在不同光束位置的受力状态

从表2中不锈钢焊接截面的金相和焊接表面形成来看,梁的倾斜角度和方向对焊缝孔隙影响不大,可以得到无孔焊缝,但梁焊接很大倾角。接缝成形的均匀性相对较差。这可能是因为当光束倾斜角大时,焊池金属的流动状态变化很大,并且可能发生不稳定状态。

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结论

I)在不锈钢激光自焊的情况下,垂直入射的激光束的穿透最大,光束的入射角越大,穿透深度越浅,向前穿透的光束越小比相同入射角下光束的向后倾斜。

二)在不锈钢激光器的自焊中,激光束入射角的角度和方向对焊缝孔隙的产生影响不大,可以得到无空隙的焊缝,但焊缝形成的均匀性当光束倾斜角度大时,相对较差。

读完4000W连续光纤激光器(芯100μm)后,在焊接非高反射材料后测试激光束相对位置对焊缝的影响,你是否也想知道结论是否也适用于高 - 反向材料?

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