光纤激光焊接机的万瓦级技术研究现状（第一讲）

随着船舶、核电等领域的快速发展，对焊接中厚钢板的要求也越来越大。目前，我国中厚钢板焊接主要采用窄间隙电弧焊，其中以窄间隙埋弧焊和窄间隙焊为主。与传统的弧焊方法相比，细弧焊可以显着减少焊接步骤，减少焊接变形，一定程度上提高焊接效率。此外，窄间隙激光丝焊和窄间隙混合激光电弧焊也属于中等。厚板焊接的重要研究领域。无论是窄间隙电弧焊还是窄间隙激光焊，由于需要多层填料，难以满足对更高效焊接的需求。

近年来，10000W激光焊接已成为世界上最流行的高科技焊接技术之一。使用10,000W激光器的超高功率密度，可以实现大焊缝。使用10000W激光焊接可以大大减少焊道层数，减少层间不必要的划痕和坡口等，可以大大提高焊接效率，特别是在焊接时。中厚钢焊接，高效优质焊接。 .技术员。因此，10000W激光焊接技术的研究对于解决国内船舶、核电站等大面积中厚板金属的高效优质加工问题具有重要的科学意义和应用价值。 .强大的。本文对国内外对10000W光纤激光焊接技术的研究进行了总结和分析，主要考虑了相关技术特点、熔池行为特征、火焰物理特性、焊接缺陷的消除、发展和应用。焊接工艺。

10,000 W，采用激光焊接技术

10000W激光焊接的工艺窗口较窄，因为10000W激光的功率密度高于千瓦级激光焊接（激光束功率密度可以为1×10^7~1×10^8W/cm2），热焊接工艺比较复杂。由于激光功率非常高，材料可以在很短的时间内剧烈加热、熔化和蒸发。熔池中的金属蒸发较快，焊接过程难以控制，尤其是熔深时。由于地表和地壳的坍塌，已经达到了稳定状态。 10,000 瓦激光焊接和常见错误。由于焊枪的激光屏蔽效果随着激光功率的增加而显着增加，因此10000W激光焊接过程中产生的大部分焊枪对入射激光的干扰很大，降低了激光能量传递的稳定性。 ，这导致焊接过程的稳定性较差。

10,000 W 光纤激光焊接槽行为的最新研究

在10000W激光焊接过程中，飞溅等焊接缺陷的形成与熔池的行为密切相关，尤其是激光小孔的强烈振荡直接影响焊接过程的稳定性。激光锁孔的纵向形状。这就是为什么国内外研究人员对钥匙孔的动态行为进行了大量研究的原因。常用的方法有高速成像技术、实时X射线检测和“三明治”检测方法。夹心法让您更直观地观察锁孔的内部状态。研究钥匙孔特性的最重要方法之一。

相关研究表明，在不透明状态下，当激光功率相对较低（小于20 kW）时，溅射主要形成在钥匙孔的背面，原始形状主要由液态金属组成。在后缘。

为了在钥匙孔后面形成一柱液体，李等人用“三明治”观察法解释了形成过程。笔者曾指出，沿后缘形成一柱液主要与贴片内壁形成的“底”有关，而后壁的“底”则不断被粘性物质抬高。摩擦，当转移到锁孔开口时，它向上移动，突出并形成一柱液体。此外，李世春指出，由于轮毂下方的压力较低，激光不直接辐射，部分蒸汽会流过小孔，到达喷发蒸汽的顶部时，会形成一个漩涡。形成蒸汽。 ，蒸汽落到钥匙孔的底部。这会导致熔池的熔融金属不规律地移动，从而在钥匙孔的后壁上产生脱气波。当气波在小井口破裂时，往往伴随着飞溅和液柱。

另据报道，当激光功率超过 20 kW 时，主投影的生产位置会发生变化。例如，当激光功率增加到 30 kW 时，冯立琛注意到，锁孔正面出现液柱和飞溅的可能性显着增加。但是，对于金属液体图像出现不同概率的原因以及锁孔边缘不同部位液体图像的发展，作者并没有提供系统和详细的了解。

同样基于夹层检测方法，张等人解释了在焊接过程中，由于锁孔的内部强度，在焊缝底面形成突起。研究表明，下喷产生的主要驱动力是蒸汽流快速运动产生的粘性摩擦阻力。基于以上分析，Zhang等人指出，焊缝上下表面飞溅物增多，导致焊缝填充不足，是造成表面焊缝点蚀的原因之一。

关于焊缝底部的麻点，陈根友等人发现，钥匙孔前壁形成的“污垢”对底盖的形成有重大影响。此外，一些研究表明，通过施加电磁场和 Qi 等人，可以在一定程度上减少背部的肿块形成。解释了在焊接过程中施加的电磁场如何防止金属电流的焊接根部进入焊接熔池 中等重量金属板的 10,000 瓦激光焊接过程。通过反复试验，研究表明，电磁力通过降低焊缝背面液体的静压来补偿表面张力的不足，从而在组合表面张力下改变熔融金属熔池的流动性。和电磁力 强大的激光穿透力提高了焊接稳定性。但是，“三明治”的使用也有一定的局限性，因为它在高温下粘附在玻璃上，锁孔没有形成完全闭合的回路，应力状态也与焊缝的真实状态不同。