选择合适的焊接参数：优化实践

窄间隙熔化极气体保护焊与其他焊接方法相比，由于此方法对焊接参数的变化十分敏感，因而在窄间隙熔化极气体保护焊时，必须正确选择焊接参数，以保证获得高质量的焊缝。若焊接电流过大，则熔池深而窄，侧壁熔化深度浅，焊缝成形系数变小，将会增加焊缝中心的热裂敏感性。

理论教育 2023-06-30

激光焊的特点与应用

激光焊是以高能量密度的激光束作为热源，对金属进行熔化形成焊接接头的熔焊方法。采用激光焊，不仅生产率高于传统的焊接方法，而且焊接质量也得到显著提高。此外，激光还可以通过透明材料的壁进行焊接，如真空管中电极的焊接。表6-5 激光与其他焊接热源的功率密度比较5）异种金属的焊接。激光焊的深宽比可达10∶1，可焊微型件。

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激光-等离子弧复合焊优化方案

激光-等离子弧复合焊时的等离子体是热源，它吸收激光光子能量并向焊件传递，使激光能量利用率提高。利用后一种复合方式也可实现激光-等离子弧复合焊，但其焊枪设计、制造难度很大。采用激光-等离子弧复合焊焊接碳钢、不锈钢、铝合金和钛合金等金属材料，均获得了良好效果。对薄板焊接时，在相同的熔深条件下，激光与等离子弧复合焊的焊接速度仅是采用激光焊的2～3倍，大大提高了焊接效率。

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界面迁移现象：分析与优化

在一些焊接条件下，搅拌摩擦焊搭接接头中存在着界面迁移现象，在接头承载条件下往往作为裂纹优先形核位置，会影响接头的性能，而且采用传统的无损检测技术检测不到该类缺陷的存在。在5052和6061铝合金的FSW搭接接头中，两板分界面在前进、后退侧具有同时向上迁移或同时向下迁移两种形态，而在焊核区迁移界面却向相反方向迁移。

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激光产生机理及其特征

激光和无线电波、微波一样，具有波粒二象性；但激光的产生机理与普通光不同，由此决定它具有比普通光优异的特征。光的产生都与光源内部的原子运动状态有关。受激辐射相当于加强了外来激励光，即具有光放大作用，因此受激辐射是激光产生的主要物理基础。

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激光CO2/MAG短路过渡复合焊技术分析

图7-38为CO2气体保护焊短路过渡电弧电压、焊接电流波形图。小电流CO2气体保护焊短路过渡与大功率激光复合焊具有高速、低变形的焊接特点，适用于有间隙薄板的焊接。在该焊接条件下，复合后的最大熔深为3.1mm，而单独CO2/MAG焊接熔深只有1.2mm，复合后使熔深增加了1.5倍。并且激光—短路过渡电弧CO2/MAG复合热源焊还能改善焊缝的润湿性，增加熔宽，减弱焊缝的咬边现象。

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搅拌摩擦焊的特点简述

7）搅拌摩擦焊是一种安全的焊接方法。与熔焊方法相比，搅拌摩擦焊过程没有飞溅、烟尘，以及弧光的红外线或紫外线等有害辐射对人体的危害。铝合金搅拌摩擦焊的可焊厚度从初期的1.2～12.5mm，现已在工业生产中应用搅拌摩擦焊成功地焊接了厚度为12.5～25mm的铝合金，并且已实现单面焊的厚度达50mm、双面焊可以焊接厚达70mm的铝合金。

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T形接头搅拌摩擦焊的焊接过程优化

T形接头角接焊接时需配备专用搅拌工具。T形接头搅拌摩擦焊接过程中需要特制的夹具来固定构件。无论是采用角接型T形固定夹具还是采用穿透型T形接头夹具，都要考虑T形接头的承载方式、被焊接材料的力学性能以及焊缝成形的难易程度，进而设计一个行之有效的焊接方案。图8-50 两种不同夹具的焊接示意图a）角接型T形接头焊接过程 b）穿透型T形接头焊接过程

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高效磁控大电流MAG焊技术

磁场控制高效MAG焊设备简单，成本低，不需要采用特殊的三元或四元混合气体，具有较好的应用前景。对于直径为1.2mm的实心焊丝，普通MAG焊极限电流280A左右，送丝速度约18m/min，焊丝熔化速率9kg/h；而磁控大电流MAG焊，最大焊接电流可达700A，送丝速度高达50m/min，焊丝熔化速率26kg/h，比普通MAG焊约高3倍。图3-8 纵向磁场作用下大电流MAG焊的基本原理纵向磁场控制焊接电弧的基本原理如图3-8所示。

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窄间隙焊焊接设备的关键技术优化

窄间隙埋弧焊机是用PLC控制的机电一体化焊接专用设备。主机系统PLC对焊接过程进行监测和控制，POD触摸屏显示设备的运行状态。窄间隙埋弧焊是依靠焊剂来保护熔池，通过焊剂斗将焊剂输送到焊接区，并通过焊剂回收机构回收未熔化的焊剂。在窄间隙埋弧焊时，为了保证坡口两侧壁的熔合良好，往往采用焊丝摆动措施。

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碟片激光器在制造业中的广泛应用及结构分析

碟片激光器以其极佳的光束质量和转换效率在制造业中得到了日益广泛的应用。图6-10 碟片激光器的结构2.碟片激光器的结构碟片激光器的结构如图6-10所示，它由泵浦模块、晶体腔体、谐振腔、导光系统和光导纤维接口组成，并装有功率实时反馈控制系统。谐振腔的结构 图6-12所示为碟片激光器晶体的腔体。激光光束质量为8mm·mrad的3串行碟片激光器，可取得高达14kW的平均输出功率。近年来，单碟片晶体激光器的输出功率达到4kW。

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高效MIG/MAG焊技术概述

常规的MIG/MAG焊接方法的效率比传统的焊条电弧焊高3～4倍，因此，通常将MIG/MAG焊视作高效焊接方法。这就阻碍了MIG/MAG焊的扩大应用和开辟新的应用领域。通过对MIG/MAG焊电弧和熔滴过渡的深入研究，MIG/MAG焊电源和设备的改进，优质焊丝的开发和保护气体配比的优化，使MIG/MAG焊的熔化率超越了原有的极限，并对高效MIG/MAG焊赋予了全新的概念。在实际生产中，高效MIG/MAG焊可用于半自动焊和全自动焊。

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激光焊接与切割技术简介

激光是利用原子受激辐射的原理，使工作物质受激而产生一种单色性高、方向性强以及亮度高的光束。由于激光具有非常好的优点，20世纪70年代，激光技术就已经开始在焊接领域应用，在焊接方法领域的研究比例中，激光焊约占20%，仅次于气体保护焊。以激光束为代表的高能束流焊接方法，日益得到广泛应用。适用于焊接的CO2气体激光器的最大功率约为30kW，固体激光器约为10kW。

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双光束激光焊的优势及应用领域

在高功率密度的激光继续作用下，极易生成等离子体云，不仅减少焊件对激光的吸收，而且使焊接过程不稳定。图6-45 双光束激光焊采用两束掺钕钇铝石榴石激光对厚10mm的06Cr19Ni10不锈钢板进行复合焊接，其中一束为峰值功率较高的脉冲激光，另一束为调制矩形波的连续激光，如图6-45所示。这是因为较高峰值功率的脉冲激光和连续激光复合焊接时，在形成较大深熔小孔后，较高峰值功率的脉冲激光停止照射，功率密度减小，等离子体云可以消失。

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搅拌摩擦焊焊接接头的冲击和断裂韧度分析

无论是在液氮温度，还是液氦温度下，搅拌摩擦焊接头的低温冲击韧度都高于母材，断面呈现韧窝状。图8-31 5083-O铝合金搅拌摩擦 焊接头的冲击试验结果一般来说，铝的搅拌摩擦焊焊缝金属承受载荷的能力等于或高于母材在垂直于轧制方向的承载能力。而2024硬铝合金搅拌摩擦焊的焊缝区CTOD最高值稍微低于母材。搅拌摩擦焊的焊缝区具有良好的断裂韧度，其原因是搅拌摩擦焊的焊缝组织晶粒细化的结果。表8-4 各种铝合金的搅拌摩擦焊焊接接头断裂韧度值

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T.I.M.ETWIN和TANDEM双丝熔化极气体保护焊技术优化方案

近年来欧美纷纷推出一种高速焊接法，即双丝熔化极气体保护焊。奥地利Fronius公司的双丝高速焊称为T.I.M.ETWIN，德国Cloose公司称为TANDEM双丝高速焊。20世纪90年代开发出的T.I.M.ETWIN和TANDEM双丝焊技术，将两根焊丝从相互之间绝缘的两个导电嘴送出，这两个导电嘴被安装在一个焊枪喷嘴内。如有需要也可将两个电源分开用作单电源的传统MIG/MAG焊使用。图3-13 双丝高速焊焊枪6.双丝高速焊的应用双丝高速焊可焊接低碳钢、低合金钢、不锈钢

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