CO2激光焊焊接工藝要求及工藝參數(shù)

CO2激光焊焊接工藝要求及工藝參數(shù)1、接頭形式及裝配要求激光焊應(yīng)用較多是對接接頭和搭接接頭，激光焊對焊件裝配質(zhì)量要求較高，對接焊時(shí)，如果接頭錯(cuò)邊太大，會(huì)使人射激光在板角處反射，焊接過程不穩(wěn)定，所以對接接頭錯(cuò)邊一般小于0.25板厚。薄板焊時(shí)，間隙太大，焊后焊縫表面成形不飽滿，嚴(yán)重時(shí)形成穿孔，所以對接接頭裝配間隙一般小于0.10板厚。搭接焊時(shí)，板間間隙過大，易造成上下板間熔合不良，所以搭接接頭裝配間隙一般小于0.25板厚。但實(shí)際應(yīng)用中允許根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加裝配公差，改善激光焊接頭準(zhǔn)備的不理想狀態(tài)，但經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)裝配間隙超過板厚的3%，自熔焊縫容易產(chǎn)生不飽滿。同時(shí)注意，激光焊過程中，焊件應(yīng)夾緊，以防止焊接變形。光斑在垂直于焊接運(yùn)動(dòng)方向?qū)缚p中心的偏離量應(yīng)小于光斑半徑。對于鋼鐵材料，焊前焊件表面需進(jìn)行除銹、脫脂處理，必要時(shí)，焊前需要酸洗，然后用乙醚、丙酮或四氯化碳清洗。激光深熔焊可以進(jìn)行全位置焊，在起焊和收尾逐漸過渡時(shí)，可通過調(diào)節(jié)激光功率的遞增和衰減過程以及改變焊接速度來實(shí)現(xiàn)，在焊接環(huán)縫時(shí)可實(shí)現(xiàn)首尾平滑過渡。利用內(nèi)反射來增強(qiáng)激光吸收的焊縫常常能提高焊接過程的效率和熔深。填充金屬激光焊適合于自熔焊，一般不需要要填充金屬，但有時(shí)仍需要填充金屬。填充金屬的優(yōu)點(diǎn)是能改變焊縫化學(xué)成分，從而達(dá)到控制焊縫組織、改善接頭力學(xué)性能的目的。在有些情況下，還能提高焊縫抗結(jié)晶裂紋敏感性。填充金屬主要是以焊絲的形式加入，可以是冷態(tài)，也可以是熱態(tài)。深熔焊時(shí)，填充金屬量不能過大，以免破壞小孔效應(yīng)。3、工藝參數(shù)連續(xù)激光焊的工藝參數(shù)同激光焊一樣，主要包括激光功率、焊接速度、光斑直徑、焦點(diǎn)離和保護(hù)氣體種類及流量。

1）激光功率P激光功率是指激光器的輸出功率，激光焊熔深與輸出功率密切相關(guān)，對一定的光斑直徑，焊接熔深隨有微功率的增加增加。2）焊接速度v在一定的激光功率下，提高焊接速度，熱輸入下降，焊縫熔深減小。適當(dāng)降低焊接速度可加大熔深，但若焊接速度過低，熔深卻不會(huì)再增加，反而使熔寬增大。正常情況下，當(dāng)功率和其他參數(shù)保持不變時(shí)，焊縫熔深隨著焊接速度加快而減小。但是在焊接速度低到程度后，熱輸入增加，熔化金屬越來越多，當(dāng)金屬蒸氣所產(chǎn)生的反沖壓力不足以維持小孔存在時(shí)，小孔不僅不再加深，甚至?xí)?，焊接過程蛻變?yōu)閭鳠岷?，因而熔深不?huì)再增加。3）光斑直徑do提高功率密度的方式有兩個(gè)：一是提高激光功率P,它和功率密度成正比；二是減小光斑直徑，功率密度與直徑的平方成反比。因此，通過減小光斑直徑比增加功率的效果更明顯。減小光斑直徑do,可以通過使用短焦距透鏡和降低激光束橫模階數(shù)，低階模聚焦后可以獲得更小的光斑。4）離焦量F離焦量不僅影響焊件表面激光光斑大小，而且影響光束的人射方向，因而對焊接熔深、焊縫寬度和焊縫橫截面形狀有較大影響。離焦量F很大時(shí)，熔深很小，屬于傳熱焊；當(dāng)離焦量F減小到某一值后，熔深發(fā)生跳躍性增加，此處標(biāo)志著小孔產(chǎn)生。焦距減小到某值后，熔深突變，即為產(chǎn)生穿透小孔建立了必要的條件。激光深熔焊時(shí)，熔深最大時(shí)的焦點(diǎn)位置是位于焊件表面下方，此時(shí)焊縫成形最好。5）保護(hù)氣體

激光焊時(shí)采用保護(hù)氣體有兩個(gè)作用：一是保護(hù)焊縫金屬不受有害氣體的侵襲，防止氧化污染，提高接頭的性能；二是影響焊接過程中的等離子體，抑制等離子云的形成。深熔焊時(shí)，高功率激光束使金屬被加熱汽化，在熔池上方形成金屬蒸氣云在電磁場的作用下發(fā)生離解形成等離子體，它對激光束起著阻隔作用，影響激光束被件吸收。為了排除等離子體，通常用高速噴嘴向焊接區(qū)噴送惰性氣體，迫使等離子體偏移，同時(shí)又對熔化金屬起到隔絕大氣的保護(hù)作用。保護(hù)氣體多用Ar或He。He具有優(yōu)良保護(hù)和抑制等離子體的效果，焊接時(shí)熔深較大。若在He里加人少量Ar或Oz，可進(jìn)一步提高熔深。6）氣體流量氣體流量對熔深也有一定的影響，熔深隨氣體流量的增加而增大，但過大的氣體流量會(huì)造成熔