光纤激光焊接机的万瓦级技术研究现状（第二讲）

在大功率激光焊接中，焊点断裂并散射入射激光，大大降低了激光能量对工件表面的影响，使焊缝的熔深n达不到预期深度和焊缝的稳定性。焊接。部分。焊接方法和焊接质量有重大影响。因此，深入了解10000W激光焊接以及影响焊接过程的机理非常重要。目前，光谱仪、激光传感器和快速成像技术主要用于云的研究，分析来自云的入射激光辐射的温度、电子密度、折射率和衰减系数。

由于测试中使用的检测器激光的波长通常与焊接激光的波长不同，因此在计算焊接激光能量的衰减系数时，需要将激光能量检测器的变化量换算为衰减系数。激光能量焊接。

基于上述分析方法，研究人员测得小孔上方局部云对入射激光能量的衰减系数在10 kW激光功率下小于5%，在15 kW激光功率下约为12%。 20 千瓦。增加，根据辐射的光谱数据，电离度小于 2%。但在焊接过程本身，由于激光光斑尺寸、焦点位置、保护气体、焊缝母材、测量位置和焊缝长度的不同，检测的激光波，主要是由于焊接方向的不均匀变化，存在测量结果存在一些差异。 .因此，在对其相关物理和化学现象的研究中，应进一步加强对云成分及其对激光能量影响的有效定量分析。此外，消除焊炬的激光能量影响是万瓦激光焊接的重要研究方向。主要方法有侧吹法、局部抽真空法和抽真空法。

10000W激光焊接技术的发展受到焊缝凹面和底部形成的浮雕的强烈影响。因此，对相关缺陷的有效控制在10000W激光焊接技术的发展中非常重要。目前，去除相关缺陷的方法主要有电磁支撑系统、焊接位置变化、下部空气压力法和焊接力的形成。焊缝背面。

为了防止焊缝的下垂和下垂并增加焊缝熔深，Avilov 等人。 “电磁感应焊极支撑系统”成功抑制了下凹坑的形成，成为该技术的理论基础。英国曼彻斯特大学Guo等人采用水平焊接方法，有效防止焊接过程中熔池的重力下降，实现了13mm S700钢的全熔透。厚度为 13 kW 的激光功率和良好的焊接质量。关于聚焦高功率光纤激光器的功率对可焊性的影响，Matsumoto 等人的第一项研究表明，在用高效激光器焊接厚板时，长焦距更适合制作良好的焊缝。陈飞等人采用世界压力法，在16kW激光功率下焊接20mm厚316L不锈钢时，设法避免了类似焊缝缺陷的形成。陈根宇提出了一种避免10000W激光焊接表面击穿的方法。由于金属颗粒在焊接过程中同步输送到熔池中，因此可以补偿由于部分形成而造成的材料损失。飞溅。减少焊缝破坏；另一方面，风扇保护气体可以更好地防止钉头焊接和飞溅到顶面。

深孔是通过 10,000 W 功率的激光焊接形成的。当 Kawahito 和他的同事使用 10 kW 光纤激光器焊接 304 不锈钢时，他们发现使用超强激光进行深熔焊接时，会在中心产生气孔，钥匙孔的底部。 , 表明焊接速度小于 3m/min, 因此改变焊头直径并不能有效减少空洞的形成。大阪大学的 Minhyo 和其他人在他们的研究中表明，与 CO2 和 YAG 激光焊接不同，孔隙仅在大量不完美的焊缝中出现。在中等厚度金属板的高性能光纤激光焊接中，例如在全熔透时，会出现大量气孔，通过分析气孔的成分，可以推测气孔是空气进入造成的。焊缝后面的钥匙孔。在断裂强度的情况下，赵林等人。检查了工艺参数对 20mm 钢纤维激光焊接中的孔隙率、热裂纹和飞溅的影响，并指出随着焊接速度的增加，焊缝的孔隙率和热裂纹的趋势会降低，在零时会模糊孔隙率的趋势减少。在最大的。孙等人。发现当使用 10 kW 光纤激光器对 304 不锈钢进行交叉焊接时，氮气对降低焊缝气孔率的效果优于氩气和氮气。

在实际设计应用中，在大多数材料的焊接过程中，都需要在板材的两面成型。常规焊接工艺需要对中等厚度材料进行多层填充，而32mm厚的不锈钢可以通过10mm 000 W激光焊接技术实现单面焊接和双面成型。双方。因此，对较厚的钣金进行单面焊缝和双面成型是10000W厚钢芯和大板材激光焊接的主要研究方向之一，包括10000W自熔光纤激光焊接和激光焊接。 .混合电弧焊。

阿维洛夫等人。对12mm和15mm厚的钢材进行单面焊接和双面成型，激光功率分别为10.9kW和10kW。芬兰拉普兰大学的 Sokolov 等人探索了使用 30 kW 光纤激光器进行深熔焊的可能性，并以 2.4 m/min 的焊接速度实现了 25 mm 厚的 S355 钢的熔深；而德国公司IPG Grupp等人则一次焊接成型32毫米厚的不锈钢。大阪大学 Katayama 等人使用 100 kW 光纤激光器对 70 mm 厚 304 不锈钢进行单道双边焊接，焊缝质量良好。

随着近年来光纤激光器的飞速发展，当地科研人员也在研究10000W光纤激光焊接技术在中厚板中的应用。当激光功率为 15 kW 时，陈根宇等人。以0.6m/min的焊接速度通过水平焊接和多功能吹塑成功单面和双面焊接18mm厚不锈钢。 20 kW 用于激光焊接 辛继军等人.. 20 mm 厚不锈钢的工艺参数变化试验和全熔透焊接及焊缝表面形貌。