激光焊接中热输入包络曲线-星鸿艺激光焊接机

激光焊接中热输入包络曲线

发布时间：2014-08-15

    为了激光焊接热输入的试验中得到更精确的数据，我们选定激光功率为0.8~1.3kW之间，调节焊接速度和离焦量，板厚3mm恰能得到全焊透，得出一系列全焊透条件下的热输入。结果表明，激光功率为1.2kW时，热输入W有一最小值，此时v=15mm/s，W=0.8kJ/cm，焊缝的深宽比最大。取热输入为0.6kJ/cm的进一步的试验发现，焊缝熔深随激光功率而变化，在同样的热输入条件下，焊缝熔深随激光功率的提高而增加，而缝宽却几乎保持不变。因此，对基于小孔效应的焊接方法而言，提高激光功率密度对增加焊缝熔深的作用要比减小焊接速度的效果明显。在4mm厚试样表面扫描焊缝，得出焊缝熔深与热输入有若干对应的分散点，焊接热输入包络曲线，即最小热输入的曲线，通过计算分析得出包络线的数学表达为
H=-0.32+3.6W0.25
式中H——焊缝熔深（mm）;
W——热输入（KJ/cm）
    关于激光焊接中热输入功率的研究，为激光焊接机的研究和改良提供了理论依据和数据支持，在焊接设备的发展上有重大意义。
    一个实际焊接中所给定的参数的数据落在这个曲线上都可以认为是一种好的参数状态，若选定的数据处在包络曲线下，则可认为这个焊接系统的能量利用效率较低，这就要分析是否由激光传输系统或聚焦系统以及其他方面的因素引起。值得注意的是，在大部分实际的激光深熔焊中，所选定的数据均在包络曲线下，但这些焊接参数仍是可接受的。对激光深熔焊来说，大功率、高速度可以使激光的有效利用率提高，而且采用较高的激光功率能够得到更大的稳定深熔焊的焦点位置范围。当然，这种激光功率的提高有一定的限度，因为过高的激光功率使等离子体对激光的吸收加强，反而会降低熔深。实际上，当激光功率很小时，通过降低焊接速度也可以获得较大的热输入。

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