在激光焊接过程中,横向于焊接方向的送丝位置偏差WY所引起的问题尤为突出。例如,对于WY=0.25mm的位置偏差,当采用?2填充焊丝时相对于直径1.0焊丝熔化效率将下降30%;相对于直径1.2焊丝熔化效率将下降36%。当位置偏差WY=0.4mm时,将造成严重不均匀的熔敷焊道。因此,WY应尽量接近0mm。而试验证明WX应控制在0.3~2mm之间焊接效果****。
相对于工件表面的送丝角度αw由焊接装置的几何尺寸决定,通常在比较宽的范围内即30~75。金属材料的反射率作为冲击角的函数而变化。当该角接近90时反射率达到最低。但这个角度在实际中无法实现。试验获得该角度在50~60范围内,能保证焊丝的****稳定性和焊缝的最好力学性能。
激光填丝焊接过程中送丝速度必须和焊接速度、激光功率等焊接工艺参数相匹配,过大的送丝速度将导致焊缝余高过大,而送丝速度太小则会产生不规则的焊缝成形。专家曾指出激光焊接过程中焊丝几乎100%过渡到焊接熔池中,因此根据焊接过程的物质平衡计算出送丝速度的预测公式。
式中:b为拼缝间隙(mm);δ为工件厚度(mm);vs为焊接速度(m/min);d为焊丝直径(mm);vf为送丝速度(m/min);k为成形系数,成形系数由余高的要求确定,约为1.2~1.3。
通过试验证明,该公式对于3mm厚铝锂合金的激光填丝焊基本符合,但是对于1.2mm厚的5A06铝合金薄板并不符合。
图1为对接间隙约0.1mm,焊丝直径1.2mm,焊接速度4.5m/min,激光功率3100W,焊缝成形最好的送丝速度约是5m/min。因此,对于某种材料的激光填丝焊接技术,送丝速度的确定还具有不确定性。
图1 5A06铝合金薄板激光填丝焊缝形貌
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