特种焊接技术PPT课件1-4连续激光焊工艺的制定.pptxVIP

激光焊技术 《特种焊接技术》课程系列之 连续激光焊工艺的制定 接头形式设计 装配要求 工艺参数 连续激光焊工艺的制定 连续激光焊工艺的制定 接头形式设计 连续激光焊工艺的制定 接头形式设计 连续激光焊工艺的制定 接头形式设计 连续激光焊工艺的制定 对接焊时，如果接头错边太大，会使入射激光在板角处反射，焊接过程不稳定；薄板焊时，如果间隙太大，焊后焊缝表面成形不饱满，严重时形成穿孔。 装 配 要 求 连续激光焊工艺的制定 搭接焊时，板间间隙过大易造成上下板间熔合不良，焊接时装配间隙应小于板材厚度的25%，如果装配间隙过大，会造成上面焊件烧穿；当焊接不同厚度的焊件时，应将薄件置于厚件之上。 装 配 要 求 连续激光焊工艺的制定 装 配 要 求 连续激光焊工艺的制定 工 艺 参 数 连续激光焊工艺的制定 激 光 功 率 激光功率：通常激光功率是指激光器的输出功率，没有考虑导光和聚焦系统所引起的损失。 激光功率对熔深的影响： 激光功率决定熔池深度。激光焊熔深与激光输出功率密度密切相关，是功率和光斑直径的函数。对于一定的光斑直径，在其他条件不变时，焊接熔深 h 随着激光功率的增加而增加。 工 艺 参 数 连续激光焊工艺的制定 激光功率对熔深的影响 工 艺 参 数 （a）低碳钢，v = 75～760 cm/min （b）不锈钢，v= 100～300 cm/min （c）低碳钢，v= 220～470 cm/min 连续激光焊工艺的制定 焊接速度 焊接速度对熔深的影响： 焊接速度影响焊缝的熔深和熔宽。深熔焊时，熔深与焊接速度成反比。在给定材料、功率的条件下对一定厚度范围的焊件进行焊接时，有一最佳的焊接速度范围与其对应。如果焊接速度过高，会导致焊不透；但若焊接速度过低，又会使材料过度熔化，熔宽急剧增大，甚至导致烧损和焊穿。 工 艺 参 数 连续激光焊工艺的制定 焊接速度 工 艺 参 数 连续激光焊工艺的制定 光斑直径 工 艺 参 数 是指照射到焊件表面的光斑尺寸大小。在激光器结构一定的条件下，照射到焊件表面的光斑大小取决于透镜的焦距（f ）和离焦量（△f ），根据光的衍射理论，聚焦后的最小光斑直径可以由下面公式表示： d0 — 最小光斑直径（mm）；f — 透镜的焦距（mm）；λ— 激光波长（mm）； D — 聚焦前光束直径；m— 是激光振动模的阶数 连续激光焊工艺的制定 光斑直径 工 艺 参 数 由公式可知，对于一定波长的光束，f/D 和 m 值越小，光斑直径越小。通常，焊接时为了获得熔深焊缝，要求激光光斑上的功率密度高。 提高功率密度的方式有两个：一是提高激光功率P , 它和功率密度成正比；二是减小光斑直径，功率密度与直径的平方成反比。因此减小光斑比增加功率密度有效的多。减小d0可以通过使用短焦距透镜和降低激光束横模阶数。低阶模聚焦后可以获得更小的光斑。 连续激光焊工艺的制定 离焦量 工 艺 参 数 离焦量是工件表面至激光焦点的距离，以ΔF 表示。 焦点处激光光斑最小，能量密度最大，通过调节离焦量ΔF可以在光束的某一截面选择一光斑直径使其能量密度适合于焊接。 工件表面在焦点以内时为负离焦，与焦点的距离为负离焦量；反之为正离焦，ΔF 0。 连续激光焊工艺的制定 离焦量 工 艺 参 数 离焦量（ΔF）不仅影响焊件表面光斑的大小，而且影响光束的入射方向，因而对熔深和焊缝形状有较大影响。 熔深随ΔF的变化有一个跳跃性变化过程，在|ΔF|很大时，熔深很小，属于传热焊；当ΔF减少到某一值后，熔深发生跳跃性增加，此处标志着小孔产生。通过调节离焦量，可以在光束的某一截面选择一光斑直径，使其能量密度适合于深熔焊缝的形成。 离焦量对焊缝熔深、熔宽和横断面积的影响 连续激光焊工艺的制定 保护气体 工 艺 参 数 深熔焊时，保护气体有两个作用：一是保护焊缝金属免受有害气体的侵袭，防止氧化污染；二是抑制等离子体的负面效应。 连续激光焊工艺的制定 保护气体 工 艺 参 数 保护气体多用氩（Ar）或氦（He）。He具有优良的保护和抑制等离子体的效果，焊接时熔深较大。如果在He里加少量Ar或O2，可进一步提高熔深，所以在国外广泛使用He作为激光焊保护气体。He价格昂贵，国内多采用Ar作保护气体，但由于Ar电离能较低，容易解离，故焊缝熔深较小。 连续激光焊工艺的制定 保护气体对熔深的影响 工 艺 参 数 （a）气体流量的影响 （b）气体种类的影响 （c）混合气体的影响 （d）混合气体对不同材料的影响 Thank You