实验证明,激光-电弧复合焊接技术能充分结合激光焊与电弧焊的优点,弥补彼此的不足,具有焊接熔深大、焊接效率高、工艺稳定性强、装夹要求低、可焊材料范围广、焊接变形小等优点。综合上述优点,激光-电弧复合焊接技术在车辆、航空、船舶、重型机械、石油管道等国民经济支柱产业具备广阔的发展空问和应用前景。
激光-电弧复合焊综合了激光和电弧两种焊接方法的优点,起到了优势互补的作用,下面简要介绍激光-电弧复合焊的优点[30]:
1)更大的焊接熔深和焊接速度。采用低功率激光器和电弧复合就能够取得大功率激光器才能够得到的焊接熔深或焊接速度。
2)更高的工艺稳定性。电弧焊接容易受到各种环境因素的影响而导致工艺过程剧烈波动,尤其是高速焊接时,电弧弧根阳极或阴极斑点的剧烈跳跃会造成工艺极不稳定并伴随咬边、驼峰等焊缝缺陷。激光加入后,其作用点能够为电弧提供稳定的阳极或阴极斑点,有效抑制电弧弧根跳跃。激光等离子体还能够通过激光、电弧相互作用提高电弧的电离程度,稳定和压缩电弧,提高工艺稳定性。
3)更容易控制焊缝成形和接头性能。通过焊接参数的调节就可以控制焊接热输入、熔池能量分布和受力状况、冷却速度,从而改善焊缝成形和微观组织。
4)更强的接头问隙桥接能力。激光焊接的接头缝隙只能在很小的范围(0.3mm)内波动,否则将形成气孔、咬边、未熔合等焊接缺陷。已有的研究证明复合焊接能够在接头问隙高达1.5mm的情况下获得理想的焊缝成形。(www.daowen.com)
5)激光-熔化极电弧复合焊可填充焊接材料,调整焊缝成分,改善焊缝组织和性能。电弧焊丝材料的添加能够改变焊缝的合金成分,改善焊缝成分和微观组织,提高焊缝质量。
6)可以焊接高反射率的金属。因为电弧在前端的预热作用,大幅减少高反射率金属对激光能量的反射,提高了特殊材料的焊接性。事实上,激光-电弧复合焊大量应用于高反射率金属,如铝合金、镁合金、钛合金等材料的焊接性研究,而且取得了理想的试验结果。
7)同传统电弧焊接相比,激光-电弧复合焊的焊接变形更小。通常,电弧焊因为变形而进行的后处理大约需要耗费整个处理工时的三分之一,而复合焊可降低焊接热输入,缩小焊接变形,减少后期装配工时。
8)大幅扩大了激光在工业中的应用范围,促进了焊接自动化程度。
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