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

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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。