激光-电弧复合焊接的热源相互作用

高明; 曾晓雁; 严军; 胡乾午; 王福德; 邓业平

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激光-电弧复合焊接的热源相互作用

高明 , 曾晓雁 , 严军 , 胡乾午 , 王福德 , 邓业平

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Citation:

激光-电弧复合焊接的热源相互作用

1.
华中科技大学激光加工国家工程研究中心武汉 430074;
2.
安琪酵母股份有限公司宜昌 443003

作者简介: 高明(1975- ),男,博士研究生,主要从事激光焊接及激光-电弧复合焊接技术的研究..

通讯作者: 曾晓雁, xyzeng@mailhust.edu.cn ;

中图分类号: TG56.7

Heat sources interaction of laser-arc hybrid welding

1.
National Engineering Research Center for Laser Processing, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China;
2.
Angel Yeast Co.Ltd., Yichang 443003, China

Corresponding author: ZENG Xiao-yan, xyzeng@mailhust.edu.cn ;

CLC number: TG56.7

摘要: 为了研究激光-电弧复合焊接的热源相互作用,提升对复合焊接复杂物理过程的认识程度,进一步优化工艺参数,采用CO2轴快流激光器和钨极氩弧焊机在3mm厚316L不锈钢板上进行了复合焊接试验研究。定义无量纲参数——复合焊接熔化效率增量δ来表征热源相互作用的变化。结合焊缝成形、等离子体形貌,通过δ半定量分析了激光、电弧热源间距和能量配比对热源相互作用的影响。结果表明,在优化的参数组合下,δ高达83.6%。其中,电弧对工件的预热作用能够提高激光能量的利用率,增强热源相互作用,但是激光-电弧等离子体相互作用才是提高热源相互作用程度的关键机制。
- 激光技术 /
- 激光焊接 /
- 复合焊接 /
- 热源 /
- 相互作用 /
- 等离子体
Abstract: The investigation on the interaction of laser induced plasma and arc plasma in the laser-arc hybrid welding process benefits the understanding of complicate physical phenomenon and the optimization of welding parameters.So far,the research materials about this are few.A detail experiment of laser-arc hybrid welding was carried out on 3mm thickness 316L stainless steel by a 5kW CO2 laser together with a TIG(tungsten inert gas) welder.A dimensionless parameter,the increment of melting efficiency of hybrid welding δ,is defined to indicate the heat sources interaction of laser and arc.With the bead shape,plasma shape and δ,the effect of heat sources distance and energy ratio of laser and arc was semi-quantitative analyzed.The results show that with the optimized combination of welding parameters,δ can reach 83.6%.Moreover,the preheating of arc on the work-piece can improve the efficiency of laser power and enhance the heat sources interaction,but the laser-arc interaction is the key mechanism to improve the heat sources interaction.
- laser technique /
- laser welding /
- hybrid welding /
- heat sources /
- interaction /
- plasma

[1]	STEEN W M.Arc augmented laser processing of materials[J].J A P,1980,51(11):5636～5641.
[2]	BAGGER C,OLSEN F O.Review of laser hybrid welding[J].Journal of Laser Applications,2005,1(17):2～14.
[3]	TUSEK J,SUBAN M.Hybrid welding with arc and laser beam[J].Science and Technology of Welding and Joining,1999,4(5):308～311.
[4]	GAO M,ZENG X Y,YAN J.CO2 laser-pulsed MAG hybrid welding of mild steel[J].Laser Technology,2006,30(5):498～500(in Chinese).
[5]	FUJINAGA S,OHASHI R,KATAYAMA S.Improvements of welding characteristics of aluminum alloys with YAG laser and TIG arc hybrid system[J].SPIE,2002,4831:301～306.
[6]	READY J F.Industrial applications of lasers[M].New York:Academic Press,1978.380～382.
[7]	GAO M,ZENG X Y,Y AN J.State and development of laser-arc hybrid weding technology[J].China Welding Industry,2005(2):1～6(in Chinese).
[8]	CHEN Y B,LEI Zh L,LI L Q.Study of welding characteristics in CO2 laser-TIG hybrid welding process[A].Proceedings of ICALEO 2003[C].Jacksonville,FL:LIA,2003.41～47.
[9]	GAO M,ZENG X Y,HU Q W.Effects of welding parameters on melting energy of CO2 laser-GMA hybrid welding[J].Science and Technology of Welding and Joining,2006,11(5):517～522.
[10]	XIAO R Sh,CHEN J M,CHEN T et al.Onthe critical power density of CO2 laser penetration welding[J].Applied Laser,200,20(1):1～3(in Chinese).

[1]	唐霞辉 , 朱海红 , 朱国富 , 李家钅容 . 高功率激光焊接光致等离子体的检测. 激光技术, 1996, 20(5): 312-316.
[2]	买买提艾力 , 巴克 , 艾尔肯 , 扎克尔 , 沙依甫加马力 , 达吾来提 . 激光-等离子体相互作用过程中光子加速的研究. 激光技术, 2011, 35(2): 282-284. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.038
[3]	王春明 , 胡伦骥 , 胡席远 , 李杨 , 沈威 , 刘青 , 黄法松 . 激光-高频感应复合焊接技术. 激光技术, 2004, 28(5): 452-454.
[4]	高明 , 曾晓雁 , 胡乾午 . 低碳钢CO2激光-脉冲MAG电弧复合焊接工艺研究. 激光技术, 2006, 30(5): 498-500,506.
[5]	严军 , 曾晓雁 , 高明 , 邓业平 . 316L不锈钢激光——钨极惰性气体复合焊接工艺研究. 激光技术, 2007, 31(5): 489-492.
[6]	伍强 , 徐兰英 , 陈根余 , 龚金科 , 李力钧 . CO2激光焊接高强度镀锌板的试验研究. 激光技术, 2007, 31(6): 571-574.
[7]	唐霞辉 , 朱海红 , 朱国富 , 李家 . 高功率CO2激光焊接等离子体的控制. 激光技术, 1995, 19(5): 314-316.
[8]	熊建钢 , 胡伦骥 , 刘建华 , 胡席远 , 郭利峰 . 镀锌板激光焊接工艺及锌行为研究. 激光技术, 1998, 22(1): 26-29.
[9]	刘继常 , 李力钧 , 朱小东 , 陈洪 . 试析几种激光复合焊接技术. 激光技术, 2003, 27(5): 486-489.
[10]	宋新华 , 金湘中 , 陈胜迁 , 袁江 , 张明军 . 激光-电弧复合焊接及应用于车身制造的进展. 激光技术, 2015, 39(2): 259-265. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.024
[11]	马志华 , 陈东高 , 李娜 , 谭兵 . 5052铝合金CO2激光-MIG复合焊接气孔特性分析. 激光技术, 2012, 36(6): 780-782. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.06.017
[12]	张署光 , 张磊 , 余天宇 , 张满奎 . 激光除锈过程中的等离子体强度研究. 激光技术, 2013, 37(1): 56-58. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.014
[13]	赵小侠 , 贺俊芳 , 王红英 , 杨森林 , 李院院 , 张相武 . 激光诱导紫铜等离子体过程中的逆韧制辐射效应. 激光技术, 2014, 38(3): 357-359. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.015
[14]	汪任凭 , 雷永平 , 史耀武 . 基于光束跟踪的热源模型在激光焊接中的应用. 激光技术, 2011, 35(1): 31-35. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.010
[15]	张新陆 , 程元丽 , 王骐 . X射线激光在柱状等离子体中的传播与放大. 激光技术, 2002, 26(3): 221-222.
[16]	郝东山 , 蒋文娟 . Compton散射下强激光等离子体的辐射阻尼效应. 激光技术, 2014, 38(5): 688-691. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.024
[17]	郝东山 . 强激光等离子体中质子加速的新机制. 激光技术, 2012, 36(5): 653-656. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.020
[18]	罗文峰 , 赵小侠 , 朱海燕 , 谢东华 , 刘娟 , 付勇 . 激光诱导水垢等离子体温度精确求解研究. 激光技术, 2014, 38(5): 709-712. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.05.028
[19]	包刚 , 王成 , 彭云 , 陈武柱 , 田志凌 . 激光焊接过程中电磁场控制等离子体的研究. 激光技术, 2002, 26(2): 81-83,93.
[20]	唐代明 , 苟淑云 , 王军 . 低合金相变诱发塑性(TRIP)钢激光焊接的研究进展. 激光技术, 2012, 36(2): 145-150,178. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.001

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激光-电弧复合焊接的热源相互作用

通讯作者: 曾晓雁, xyzeng@mailhust.edu.cn;

作者简介: 高明(1975- ),男,博士研究生,主要从事激光焊接及激光-电弧复合焊接技术的研究.

1. 华中科技大学激光加工国家工程研究中心武汉 430074;
2. 安琪酵母股份有限公司宜昌 443003

收稿日期: 2006-11-28
录用日期: 2007-01-08
网络出版日期: 2007-10-25

关键词:

摘要: 为了研究激光-电弧复合焊接的热源相互作用,提升对复合焊接复杂物理过程的认识程度,进一步优化工艺参数,采用CO2轴快流激光器和钨极氩弧焊机在3mm厚316L不锈钢板上进行了复合焊接试验研究。定义无量纲参数——复合焊接熔化效率增量δ来表征热源相互作用的变化。结合焊缝成形、等离子体形貌,通过δ半定量分析了激光、电弧热源间距和能量配比对热源相互作用的影响。结果表明,在优化的参数组合下,δ高达83.6%。其中,电弧对工件的预热作用能够提高激光能量的利用率,增强热源相互作用,但是激光-电弧等离子体相互作用才是提高热源相互作用程度的关键机制。