CO2激光-MIG同軸復(fù)合焊方法及鋁合金焊接的研究

白石道人

近年來，激光-電弧復(fù)合焊接因其間隙敏感性低、焊接適應(yīng)性好，同時(shí)熔深大焊速快等特點(diǎn)成為激光激光加工領(lǐng)域和焊接領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。具體來說，激光-電弧復(fù)合焊接有以下特點(diǎn)：(1)可降低工件裝配要求，間隙適應(yīng)性好。
(2)復(fù)合焊接利用電弧的復(fù)合作用，在保證大熔深的同時(shí)適當(dāng)增加熔池寬度，降低凝固速度，有利于減小氣孔傾向。
(3)可以實(shí)現(xiàn)在較低激光功率下獲得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。
(4)電弧對(duì)等離子體有稀釋作用，可減小對(duì)激光的屏蔽效應(yīng)，同時(shí)激光對(duì)電弧有引導(dǎo)和聚焦作用，使焊接過程穩(wěn)定性提高。
(5)利用電弧焊的填絲可改善焊縫成分和性能。對(duì)焊接特種材料或異種材料有重要意義。
/ v) |6 O8 m/ }% P; m　　這些優(yōu)點(diǎn)使得激光-電弧復(fù)合焊極可能成為解決鋁合金激光焊的最佳方法。激光-電弧復(fù)合焊包括CO2激光與TIG(或GTAW)、MIG(或GMAW)和等離子弧的復(fù)合，其中激光-MIG復(fù)合的應(yīng)用前景更為廣闊。激光與電弧的復(fù)合方法有兩種，一種是目前研究較多，相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的激光-電弧旁軸復(fù)合。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是研制簡單，但存在(1)熱源為非對(duì)稱性，難以用于曲線或三維焊接，和(2)電弧與激光聚焦光斑的相互位置對(duì)焊接過程穩(wěn)定性影響大的缺點(diǎn)。另外一種就是激光-電弧的同軸復(fù)合。其中方法1是在鎢極中心加工一小孔，讓激光束從鎢極中心通過。這種方法的缺點(diǎn)是需要在鎢極加工中心孔，大大增加了鎢極的損耗，降低了電弧熱效率，而且無法用于激光與MIG的復(fù)合焊接。