大族激光科技产业集团股份有限公司, 广东 深圳 518052
采用MOPA纳秒脉冲激光器对316不锈钢进行焊接, 探索脉宽、频率及焊接速度对焊缝成型的影响, 并对纳秒脉冲激光焊接的模式及机理进行了分析。研究表明, 采用纳秒脉冲激光在高频下焊接316不锈钢可以得到表面光滑、无气孔缺陷的焊缝, 频率是影响焊接的最大因素；当脉宽为30~120 ns时, 熔深随频率增加而增大, 在中心频率处获得最大值, 随后逐渐减小；当脉宽为200~500 ns时, 脉宽随频率(＞100 kHz)增大而减小；由焊缝截面形貌分析可知, 随频率变化存在两种焊接机制, 即热导焊和深熔焊；针对不锈钢薄板材料, 在长脉宽、高频率下以热导模式进行焊接, 可获得良好成形。
纳秒脉冲激光微焊接 316不锈钢 脉宽 频率 熔深/熔宽 焊接模式 nanosecond pulse laser welding 316 stainless steel pulse duration frequency penetration/width welding mode
1 上海交通大学材料科学与工程学院, 上海 200240
2 上海第一机床厂有限公司, 上海 201306
为研究304不锈钢光纤激光焊接模式的影响因素,参考均匀试验设计的思路,以激光功率、焊接速度、离焦量为变量设计了一组试验。通过分析成形的焊缝,获得了光纤激光焊接过程中热导焊和深熔焊的特征形式;定量计算了焊接模式与各焊接参数及其交互作用之间的关系,确定了焊接模式的影响因素。研究结果表明,304不锈钢光纤激光焊共有四种由热输入密度决定的焊缝成形形式。当热输入密度小于43.04 J·mm
-3时,焊缝为圆弧形,对应的焊接模式为热导焊;当热输入密度大于66.82 J·mm
-3时,焊缝为钉头形或钉状,对应的焊接模式为深熔焊;存在一种过渡状态,对应的热输入密度处于两种焊接模式的中间值。
激光技术 304不锈钢 光纤激光焊 焊接模式 影响因素 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 111402
1 天津大学材料科学与工程学院， 天津 300350
2 天津大学天津市现代连接技术重点实验室， 天津 300350
提出一种无源电检测装置，对A304不锈钢YAG激光焊接过程中的等离子体电信号进行检测，并利用高速摄像机对等离子体的形态进行观察。结果表明，不同焊接模式下的等离子体电信号具有不同的时域特征。对不同焊接模式下的等离子体电信号特征进行理论与试验分析，发现等离子体电信号受等离子体效应和鞘层效应的共同影响;小孔的形成与否是造成不同焊接模式下等离子体电信号特征不同的决定性因素。
激光技术 激光焊接 激光等离子体 电信号 焊接模式 中国激光
2016, 43(12): 1202005
1 天津大学材料科学与工程学院, 天津 300072
2 天津大学天津市现代连接技术重点实验室, 天津 300072
利用无源电探针检测A304不锈钢在不同的NdYAG激光焊接条件下的光致等离子体电信号，研究了不同的激光焊接模式与激光等离子体电信号频谱分析结果之间的关系，分析了不同条件下的等离子体电信号波形图和频谱图，阐述了不同激光焊接模式下的焊缝横截面成形特征与等离子体电信号波形、频谱特征的关系。结果表明,在试验设定条件下，不同的激光焊接模式具有不同的等离子体电信号频谱特征。利用在500~1000 Hz范围内等离子体电信号频谱的谱强度E的大小可判别激光焊接过程是否为深熔焊，当E较大或超过一定值时，激光焊接模式为深熔焊。
激光技术 激光焊接 焊接模式 频谱强度 电信号 等离子体
在大功率激光焊接时，除了通常认为的稳定深熔焊和稳定热导焊外，作者发现在一定条件下还会出现第三种焊接过程-模式不稳定激光焊接，其基本特征是深熔焊和热导焊两种模式随机出现，熔深和熔宽相应地在大小两级跳变.综合研究了焦点位置、激光功率和焊接速度对激光焊接模式及焊缝成型的影响，得到了反映上述三种焊接过程的工艺参数范围的双U型激光焊接模式转变曲线。
激光焊接 深熔焊 热导焊 焊接模式转变
