理论教育 激光-电弧复合热源焊的特点

激光-电弧复合热源焊的特点

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:与激光焊相比,激光-电弧复合热源焊可显著增加焊接熔深,提高焊接速度与生产率,改善接头性能,降低焊接成本。而在激光与电弧复合焊时,由于电弧的热作用范围、热影响区较大,可缓和对接口精度的要求,减少错位和焊接不连续现象;而且温度梯度较小,冷却、凝固过程较缓慢,有利于气体的排出,降低内应力,减少或消除气孔和裂纹。表7-2 激光-电弧复合焊与激光填丝焊、埋弧焊性能比较

激光-电弧复合热源焊的特点

激光-电弧复合热源焊接中,激光和电弧相互作用、取长补短。通过激光与电弧的相互影响,充分发挥每种焊接方法的优点并克服某些不足,进而产生良好的复合效应。与激光焊相比,激光-电弧复合热源焊可显著增加焊接熔深,提高焊接速度与生产率,改善接头性能,降低焊接成本。

激光-电弧复合热源焊的主要优点如下:

(1)有效地利用激光能量 激光焊的能量利用率低的重要原因是焊接过程中产生的等离子体云对激光的吸收和散射,且等离子体对激光的吸收与正负离子密度的乘积成正比;如果在激光束附近外加电弧,电子密度显著降低,等离子体云得到稀释,对激光的消耗减小,焊件对激光的吸收率提高,而且由于焊件对激光的吸收率随温度的升高而增大。电弧对焊接母材接口进行预热,使接口开始被激光照射时的温度升高将母材熔化,也使激光的吸收率进一步提高,所以激光能量利用率提高。尤其对于激光反射率高、热导率高的材料更加显著。

(2)增加熔深 激光等离子体具有高温、高密度的特点,而电弧则是低温、低密度等离子体。激光复合电弧后使激光等离子体密度大大降低,使其对激光的吸收系数减少,增大了激光的穿透能力。另外,电弧首先对焊接部位进行加热,提高了焊件表面温度,预热后的焊件可以提高对激光的吸收率,从而提高激光焊接效果。在电弧的作用下,母材熔化形成熔池,而激光束又作用在电弧形成熔池的底部,加之液体金属对激光束的吸收率高,因而复合焊较单纯激光焊的熔深大。

(3)稳定电弧 在电弧对激光产生作用的同时,激光对电弧的稳定燃烧也起到很好的作用。在一般TIG焊中,当焊接速度较快时,阳极斑点就不稳定,特别是在小电流情况下,产生电弧漂移现象。若并用激光焊,则TIG电弧就借助激光引起的等离子体而得以稳定。在激光作用下,激光束焦点处产生金属蒸气,为电弧形成阳极斑点提供了条件。因此,电弧被激光吸引,激光束对电弧有聚焦、引导作用,在高速焊接条件下获得稳定燃烧的电弧,这对复合加热是极其有利的。(www.daowen.com)

(4)焊缝质量高 在激光焊时,由于热作用和热影响区很小,焊接端面接口容易发生错位和焊接不连续现象;峰值温度高,温度梯度大,焊接后冷却、凝固很快,容易产生裂纹和气孔。而在激光与电弧复合焊时,由于电弧的热作用范围、热影响区较大,可缓和对接口精度的要求,减少错位和焊接不连续现象;而且温度梯度较小,冷却、凝固过程较缓慢,有利于气体的排出,降低内应力,减少或消除气孔和裂纹。由于电弧焊使用焊丝或容易使用填丝,对装配间隙要求降低,采用激光-电弧复合焊的方法能减少或消除焊缝的凹陷。

激光-电弧复合焊与激光填丝焊、埋弧焊性能的比较见表7-2。

7-2 激光-电弧复合焊与激光填丝焊埋弧焊性能比较

978-7-111-58549-7-Chapter07-7.jpg

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈