CO2激光-MIG同軸復合焊方法及鋁合金焊接的研究

白石道人

近年來，激光-電弧復合焊接因其間隙敏感性低、焊接適應性好，同時熔深大焊速快等特點成為激光激光加工領域和焊接領域的研究熱點之一。具體來說，激光-電弧復合焊接有以下特點：(1)可降低工件裝配要求，間隙適應性好。
1 g( G* \4 w5 X# g3 X# K5 k(2)復合焊接利用電弧的復合作用，在保證大熔深的同時適當增加熔池寬度，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。
3 x, J4 q5 z& ]+ q& Y% F) z4 n(4)電弧對等離子體有稀釋作用，可減小對激光的屏蔽效應，同時激光對電弧有引導和聚焦作用，使焊接過程穩(wěn)定性提高。
' ^- B0 H% l& [5 {1 G(5)利用電弧焊的填絲可改善焊縫成分和性能。對焊接特種材料或異種材料有重要意義。
! r8 W% h6 ]! }1 c　　這些優(yōu)點使得激光-電弧復合焊極可能成為解決鋁合金激光焊的最佳方法。激光-電弧復合焊包括CO2激光與TIG(或GTAW)、MIG(或GMAW)和等離子弧的復合，其中激光-MIG復合的應用前景更為廣闊。激光與電弧的復合方法有兩種，一種是目前研究較多，相對容易實現(xiàn)的激光-電弧旁軸復合。這種方法的優(yōu)點是研制簡單，但存在(1)熱源為非對稱性，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焊接過程穩(wěn)定性影響大的缺點。另外一種就是激光-電弧的同軸復合。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的復合焊接。