激光焊接振动时效装置和复合焊接振动时效装置技术提高了焊接振动时效装置性能,生产率和焊缝质量都得到了提高。
焊接振动时效装置高弹钢(厚度为16-17mm)的工业应用主要是由传统焊接振动时效装置 (自动的熔化极气体保护电弧焊,GMAW)来实现的。这是因为这一焊接振动时效装置工艺的质量获得肯定,尽管它需要进行多道焊接振动时效装置。比如说,当焊接振动时效装置12mm厚的钢板,焊接振动时效装置速度0.8m/min时,GMAW需要5道焊。在特定的条件下,还需要对焊接振动时效装置进行一些限制(比如,不允许使用背面支撑),而且第一条焊道(根焊道) 需要使用GTAW,其焊接振动时效装置速度降低为0.1-0.15 mm/min。采用几个焊接振动时效装置站的方案可以降低总的焊接振动时效装置周期,但这并非总是可行。
4kW激光源的出现和使用光纤来传输光束,允许几个光源之间进行耦合,并使工件上的激光功率能达到8kW,从而仅用几道焊接振动时效装置来焊15-20mm厚的钢板成为可能。最近新的激光技术的发展(光纤或者圆盘激光器)使得功率高达10kW,并且使用几百微米的光纤传输,这无疑将推进在这些方面的工业进步。
对于高弹钢的焊接振动时效装置,复合焊接振动时效装置过程(GMAW与激光焊接振动时效装置)和只用激光(使用冷焊丝)焊接振动时效装置之间显示出一定关联。焊接振动时效装置大直径的贮藏桶或者管道的制造促使我们开发适用于焊接振动时效装置大直径测试管的工作站。
实验装置
这项评估过程所用的工作站有如下几个特点:
实验中振荡激光头和焊丝或者是GMAW中用于多道焊接振动时效装置的焊炬,以便降低在金属熔池和基底金属交界面上未熔合的问题。通常,零件焊接振动时效装置后的截面显示椭圆化,高度可以达到1cm。这明显与激光焊接振动时效装置或者GMAW/复合焊接振动时效装置不一致。焊缝追踪感应器SRI(机器人伺服系统)控制了焊接振动时效装置头的Y和Z向运动。

图1 焦点处的光斑分析
激光源使用了HL4006 D(灯泵浦)和HL4506D(二极管泵浦)。一根双光纤和适配的聚焦系统,得到两个直径为450微米的光斑。图1给出了光强分布,图2显示了焊接振动时效装置结构图。

图2 焊接振动时效装置图示
由于两个光斑得到的功率密度较低,顶部帽形的分布,以及Nd:YAG激光功率等因素,我们设计了连接槽的具体形状以优化根焊道的厚度,并给出正确的焊接振动时效装置速度。
图3给出了激光焊接振动时效装置和复合焊接振动时效装置不同的凹槽外形,这是利用SRI系统来测量的。这些外形使得焊接振动时效装置根焊道的厚度达到10mm,焊接振动时效装置速度达0.6m/min(激光焊接振动时效装置)和0.9m/min(复合焊接振动时效装置)。对于复合焊接振动时效装置过程,扩大了V型槽以降低在根焊道上端出现裂口的可能性。


仅使用激光焊接振动时效装置 复合焊接振动时效装置
图3 凹槽形状