304不锈钢旋转双焦点激光-TIG+复合焊接
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４３２北京航空航天大学学报２００８年
工艺参数如电弧电流、激光功率、焊接速度、激光束旋转频率等对复合热源焊缝成形的影响并分析了其影响机制．件下测量每组焊接参数下的复合热源焊缝熔宽熔深，以此研究旋转双焦点激光．ＴＩＧ复合热源焊接参数对焊缝成形的影响．
１试验条件和试验方法２试验结果及讨论
１．１试验条件
试验用激光器为美国ＰＲＣ激光公司生产的ＰＲＣ１５００型号快轴流ＣＯ：激光器，额定功率为１．５ｋＷ，输出波长为１０．６斗ｍ的连续波激光．与之相配套的是三轴龙门式通用数控机床，控制系统采用德国西门子８１０控制系统．试验采用唐山松下公司ＴＣ．３００ＷＸ４交直流脉冲ＴＩＧ焊机和北京航空航天大学７０２教研室自行开发的旋转双焦点激光．ＴＩＧ复合焊接头．该焊接头采用旋转双焦点激光束与电弧的旁轴复合方式，可以实现双焦点的旋转以及旋转频率和半径的调节，还可以实现ＴＩＧ电弧与激光焦点之间的位置调节以及ＴＩＧ电弧角度等参数的调节，如图１所示．该焊接头激光焦距２００ｍｍ；通过聚焦后在激光焦平面上烧蚀有机玻璃并测量可以得到激光光斑直径０．３ｍｍ，两焦点间距０．３６ｍｍ．焊接过程中复合方式为电弧在前，旋转双光束激光在后，两热源中心间距为０．５ｍｍ，保护气体采用高纯氩气．
图１旋转双焦点激光－ＴＩＧ复合焊接头
试验中双光束激光中心轴与ＴＩＧ电弧的夹角为６００，钨极直径为１．２ｍｍ，钨极端点距离激光焦平面的距离为８ｍｉｌｌ．焊接时电弧采用直流硬特性，材料为３０４不锈钢，表ｌ为其化学成分．焊接试件规格为１５０ｍｍ×５０ｍｍ×４ｍｍ．
表１３０４不锈钢的化学成分％化学成分碳硅锰磷硫镍铬
质量分数０．０７０．４６０．７８０．０３２０．００６８．１１８．３２
１．２试验方法
在旋转双焦点激光一ＴＩＧ复合热源平板堆焊过程中，电弧电流、激光功率、焊接速度、激光旋转频率等参数离散变化，在获取较好焊缝成形的条２．１电弧电流对焊缝成形的影响
图２、图３所示为激光功率Ｐ＝９００Ｗ，焊接速度秽＝０．１２ｍ／ｍｉｎ，离焦量Ⅳ＝一１．５ｍｍ，旋转频率，＝１１Ｈｚ，两热源间距口＝０．５ｍｍ，保护气流量１４Ｌ／ｍｉｎ等条件一定的情况下，旋转双焦点激光．ＴＩＧ复合焊接与几种不同热源情况下焊缝的熔宽、熔深随ＴＩＧ电流增加而变化的曲线．
７０８０９０１００１１０１２０１３０
焊接电流，Ａ
图２焊接电流对熔宽的影响
７０８０９０１００１１０１２０１３０
焊接电流，Ａ
图３焊接电流对熔深的影响
图２可见，复合热源与ＴＩＧ热源２种焊接方式下焊缝的熔宽都随着ＴＩＧ电流的不断提高而变大．对比这２条曲线，在电流较小时差别不大，随着电流的增大差别越来越大．这是因为电流较小时复合焊接中的激光焊表现出热导焊的特点，所形成的熔宽主要取决于电弧电流的大小，因此２条曲线都是随着电流增大而缓慢增大．当电流增大到一定程度时，电弧弧根的电流密度增大，旋转双焦点激光－ＴＩＧ焊接表现出电弧和激光相互增强作用，旋转双焦点激光可以有效地对电弧进行引导控制和压缩，电弧电流可以有效地作用于工件，使工件熔化形成焊缝．因此这时候产生的焊缝比单独ＴＩＧ产生的熔宽要小很多，可以达到单纯Ｏ
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304不锈钢旋转双焦点激光-TIG 复合焊接
作者：李晓辉， 汪苏， 夏彩云， Li Xiaohui， Wang Su， Xia Caiyun
作者单位：北京航空航天大学,机械工程及自动化学院,北京,100083
刊名：
北京航空航天大学学报
英文刊名：JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS
年，卷(期)：2008,34(4)
参考文献(6条)
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本文链接：https://www.360docs.net/doc/731859051.html,/Periodical_bjhkhtdxxb200804017.aspx