光丝位置对铝合金激光填丝焊接过程的影响

摘要

为了明晰光丝距离对激光填丝焊接过程影响规律,采用高速摄像、外观检查、宏观金相等方法,对3种光束模式下不同光丝距离与激光堆焊关系进行了理论分析和实验验证,得到了光丝距离对焊丝熔化、熔滴过渡、熔池波动和焊缝凝固的稳定性影响数据。结果表明,光丝位置由相交(-5mm)向相离(+5mm)变化时,熔滴过渡经历“液滴→液滴+液桥→液桥→液滴+液桥”阶段;相同光丝距离时,单光束激光模式、双光束激光串行模式和双光束并行模式的焊缝熔深依次降低,甚至出现焊缝偏移和无熔深现象;单光束模式和双光束串行模式对焊丝熔化和熔池的影响规律近似,但双光束并行模式下具有特殊性;单光束激光焊接时,随着离焦量的增加,焊缝的熔深由最大值409.8μm迅速减小到282.6μm;双光束激光串行模式时,焊缝的最大熔深仅为328.4μm,随着离焦量降低而减小,但正离焦量为焊缝截面呈现不对称状态;双光束激光并行焊接模式时,焊丝偏向小功率激光束时,焊缝无熔深;随着焊丝向大功率激光束移动,形成仅有226.5μm小熔深焊缝。该研究为铝合金激光增材和焊接提供了参考。