小功率激光填丝焊接技术研究

文章摘要：2 填丝速度的影响填丝填充速度不能过快，过快会造成填丝因来不及熔化而堆积，很容易因外力导致填丝脱落使焊缝开焊；如果填充速度过慢又不能达到效果，母材会因长时间被激光作用而熔断。所以，需要掌握较为合适的速度才能获得满意的焊缝。3 填丝角度的影响填丝角度是试件与填充焊丝之间的夹角，这是影响焊接效果的关键因素之一。如果角度太大，激光不能有效地到达焊接位置，母材与填丝之间不能均匀地受热熔融，就会影响焊缝成型。试验发现较小的填丝角度更有利于焊接。4焊接速度的影响对于手动激光焊接来说，光斑的重叠量也是影响焊接的重要因素之一。由于样件移动是手动的，移动量太大会使光斑重叠量太小，不能充分熔化填丝及母材，导致焊缝

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　　2 　填丝速度的影响

　　填丝填充速度不能过快，过快会造成填丝因来不及熔化而堆积，很容易因外力导致填丝脱落使焊缝开焊；如果填充速度过慢又不能达到效果，母材会因长时间被激光作用而熔断。所以，需要掌握较为合适的速度才能获得满意的焊缝。

　　3 　填丝角度的影响

　　填丝角度是试件与填充焊丝之间的夹角，这是影响焊接效果的关键因素之一。如果角度太大，激光不能有效地到达焊接位置，母材与填丝之间不能均匀地受热熔融，就会影响焊缝成型。试验发现较小的填丝角度更有利于焊接。

　　4　焊接速度的影响

　　对于手动激光焊接来说，光斑的重叠量也是影响焊接的重要因素之一。由于样件移动是手动的，移动量太大会使光斑重叠量太小，不能充分熔化填丝及母材，导致焊缝焊接不牢；如果移动量太小，光斑重叠量则会太大，填丝及母材因承受较高能量密度而受高热，导致焊接位置的材料被蒸发甚至熔断。因此，只有选择合适的焊接速度，才能获得令人满意的效果。

　　5　保护气体的影响

　　保护气体的流速和方向对焊缝表面质量起着至关重要的作用，它可以保护熔池不被氧化，带走熔池表面的汽雾以保护聚焦透镜不被蒸发的汽雾污染。气体流量过大或过小均不能得到满意的焊缝。流量过大时，熔池搅拌激烈，易产生气孔等缺陷，并带走大量热量，影响焊接熔融；流量过小则不能起到对工件的保护作用。

　　6　焊点中心位置的影响

　　由于所用激光输出功率较小，因此对激光光斑中心位置的设定也是非常重要的。开始的几个光斑必须对准填丝，先将其熔化摊开后，再考虑与母材的连接。

　　7　被焊零件表面洁净情况的影响

　　被焊工件的表面是否清洁，对焊缝质量起到决定性的作用。清洁不彻底时，焊缝会出现气孔、裂纹等缺陷，这会使焊缝强度大大降低。

　　8　坡口间隙的影响

　　在实际焊接过程中，由于坡口间隙不确定、坡口形状具有很大的随机性，因此，在焊接试验时，需要随时调整焊接速度、送丝速度等参数，否则焊缝就会出现问题。

　　应用展望

　　由于航空机载设备上的各零部件结构尺寸通常都较小，对各元、器件的性能及精度有很高的要求。比如其中的各种型号压力继电器及锂电池外壳的密封焊接，这是此类器件加工的最后一道工序，如果采用普通的激光密封焊接，对壳体零件的加工、配合精度要求很高。如果用大功率激光填料焊接，焊接时产生的高热必然要影响内部元件的性能。而中、小功率激光填料焊接降低了对于壳体零件加工精度的要求，同时也避免了产生高热的问题。对于各型热、磁传感器探针的对接焊接，各种型号航空液压电磁阀线圈骨架的焊接，新型战斗机弹射座椅上的火箭包外壳、特种螺栓、真空膜盒等的焊接，如果使用大功率激光焊接必然会使部件因受高热而变形。再如各种微电机齿轮轴、油箱、各种陀螺轴承组合件的焊接，叶轮、叶盘、叶环的焊接，转子的焊接，钛合金承力机匣的焊接，燃烧室衬套的焊接等，中、小功率激光填料焊接技术具有得天独厚的优势。

　　中、小功率的激光填料焊接技术也可用于其他军品。例如长征系列火箭、东方系列火箭中的各种高压气瓶的焊接，以及各种液体燃料箱体的焊接等等。总之，用中、小功率激光填丝焊接技术可以确保型号的设计质量。

　　结束语

　　在无填充焊料的激光焊接中，焊缝的成分仅取决于母材的成分，很难按照实际需要进行调整。若采用填充焊料激光焊接，既应用了激光焊接这一先进制造技术的加工优点，又可以通过调整填充焊料的成分来改善焊缝的组织性能、防止缺陷的产生，满足设计及工艺要求。

　　另外，激光作深熔焊时，一般使用大功率激光器，对设备的要求较高。当被焊接工件较小时，因热输入高、热影响区大、变形严重，不易得到理想的焊接接头，严重的还会影响产品的性能参数，使产品结构严重变形，甚至使整个结构零件报废。

　　利用中、小功率激光做微型结构件的填丝激光焊接，是确保焊接接头质量、接头性能、几何形状及尺寸精度的最佳焊接方案。该技术在提高生产效率、降低生产成本、改进结构的气、油密封性能以及保证结构承力等方面较其他焊接更具优越性。由此，可以得出以下结论：

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