苗雨，王克鸿，王天驰，沈洋

(南京理工大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210094)

0 引言

激光功率、送丝速度是激光填丝焊接中的重要工艺参数，填丝焊是通过激光热源提供能量将焊丝进行熔化。另外，在激光填丝焊中，光丝距离影响着焊丝的熔化方式，甚至于关系到能否熔化[1-3]的问题。

1 试验材料及设备

采用9mm厚的Q345钢板进行工艺实验。实验所选用的焊丝为H08Mn2SiA，其力学性能稍高于母材，焊丝直径φ1.2mm，具有良好的指向性、送丝稳定性和较高的屈服强度，并且还有较好的刚直度[4]。选取TPS5000焊接电源，水冷焊枪、KUKA的KR16机器人系统， Precitec公司的YW52焊接头[5-6]。

2 Q345激光填丝焊工艺研究

2.1 激光功率的影响

保持其他参数不变，送丝速度6m/min，光丝距离为0.2mm，送丝方式为前送丝，激光功率以千瓦为递增单位，从3 000W到6 000W逐渐递增。

如图1所示，焊缝熔深熔宽随着激光功率的增大而逐渐增加。原因为激光功率增加导致功率密度增加，从而熔深增大；熔宽变化幅度不如熔深变化大。

图1 激光功率与熔深熔宽的关系

2.2 光丝距的影响

激光填丝焊工艺中的光丝距离DLA是一个非常重要的参数。华中科技大学的余阳春认为在做激光填丝焊时，光丝距离在-0.35mm≤DLA≤ 0.65mm时，焊丝与激光有着最佳能量匹配关系。因此本实验在其理论基础上，采用了-2mm，-1mm，0mm，+1mm，+2mm这5个不同的光丝距离来研究光丝距与焊接过程稳定性之间的关系。其他实验参数不变，功率为8kW，送丝速度为6m/min。

当光丝距为+2mm时，激光与焊丝作用距离较远。原因是送丝速度较快，由于焊丝没能及时熔化，其顶到焊板之后送丝方向发生偏离，并对送丝系统形成一个反作用力，影响送丝系统的精度和使用寿命，并进一步导致焊接过程不稳定，整个过程焊丝并没有熔化，或者熔化很少。……