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激光焊接机焊接体能量及对焊缝熔深有什么影响

时间:2016/1/9 10:22:15

前语
激光焊接机焊接,特别是激光深熔焊接是一个非常复杂的物理化学进程,涉及到激光—材料—等离子体之间的相互效果。但是在激光焊接进程中影响并决议焊缝熔深等焊缝成型状况的是激光功率、焊接速度、离焦量及焦点规范等焊接规范参数,其间离焦量(在激光焊接中,通常用离焦量来表征激光光斑及焦点规范)是焊缝熔深的重要影响要素之一。
在电弧焊中,大家常选用焊接线能量或热输入(二者的单位均为J·m-1)来描写和评价焊接进程中电弧电压、焊接电流和焊接速度等焊接规范参数对焊缝熔深的影响,但是这两个参数都没有考虑电弧效果面积对焊缝熔深的影响。
假如用电弧焊中的焊接线能量或热输入来概括评价激光焊接进程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响,则不能反映离焦量及焦点规范对焊缝熔深的影响。若考虑离焦量的影响,用热输入来评价激光焊接进程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响,则简略和电弧焊中的热输入在物理意义上混杂。
当前,在激光焊接的研讨中,还没有一个参数可以概括体现焊接规范参数对焊接进程的影响。为了概括评价激光焊接进程中焊接规范参数对焊缝熔深的影响以及区别电弧焊中的热输入,本文定义了焊接体能量,并研讨了Nd:YAG激光深熔焊接进程中焊接体能量对焊缝熔深的影响。
激光焊接机焊接体能量的定义
为了可以概括评价激光功率、焊接速度、激光辐照面积(离焦量)以及焦点规范等焊接规范参数对焊缝熔深的影响,引进焊接体能量的概念,并将焊接体能量qV的定义。
从焊接体能量的定义中可以看出,焊接体能量的物理意义为单位时间内的激光功率密度或单位面积内的焊接线能量,其单位为J·m-3,不同于电弧焊中焊接线能量和热输入的物理意义和单位J·m-1。
激光焊接机焊接体能量的定义可以看出,焊接体能量可由激光功率、焊接速度、及离焦量及激光束焦点半径核算得出。图1为焊接体能量随激光功率、焊接速度和离焦量等焊接规范参数的改动。从焊接体能量的定义及图1中可以看出,焊接体能量与激光功率成正比联络,与焊接速度成反比联络,与焦点规范成平方联络,而与离焦量成指数联络。焊接体能量的改动可以体现激光功率、焊接速度、离焦量等焊接规范参数的改动。

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