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CO2激光光束在直流TIG电弧中传输形态研究

2012-06-05张寰臻吴世凯肖荣诗

张寰臻,吴世凯,张 松,肖荣诗

(1.河北工程大学 理学院,河北 邯郸 056038;2.北京工业大学国家产学研激光技术中心,北京 100022)

始于20世纪70年代末的激光电弧复合焊接,是一种先进的连接技术,它在改善桥接作用的同时,增加焊接的速度和熔深,降低了材料对激光的反射,使焊接过程更加稳定,两种热源均得到有效利用,与传统的焊接方法对比有很大的工业加工优势,目前已在造船、汽车及管道连接中得到很好的运用。在实际加工中,通过改变激光、电弧能量的比率,可实现从单纯的激光焊到电弧焊的过渡,以适应不同的加工要求,此外激光器及电弧热源的多样性也拓宽了复合焊应用的对象和领域[1-2]。

尽管如此激光-电弧复合焊接自从提出以来直到上世纪九十年代才被关注,并在北美、日本、德国、英国等研究机构开展了应用性研究和工业化探索,成为国际焊接界关注的焦点。目前,国内的哈尔滨工业大学、清华大学、大连理工大学等研究机构针对该技术进行了一定的研究和规律的摸索,获得了一定指导性的结论。这些研究主要集中在复合方式、热源布置、电弧电流、激光功率、焊接速度、离焦量、激光与电弧作用距离等工艺参数对熔深、焊缝成形、过程稳定性及等离子体状态的影响等方面[3-6]。

本文利用光束光斑质量诊断仪主要研究CO2激光与直流TIG电弧垂直相互作用时,电弧对光束传输形态的影响,并使用高速摄像仪在线检测电弧形貌,对实验结果给予理论分析。……

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