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活性激光焊接304不锈钢温度场的数值与试验研究

2020-07-08梅丽芳秦建红严东兵

激光技术 2020年4期

梅丽芳,秦建红,严东兵

(1.厦门理工学院机械与汽车工程学院,厦门361024;2.福建省客车先进设计与制造重点实验室,厦门361024)

引 言

活性激光焊接是在试样表面涂敷一层具有特殊化学成分的活性剂,通过一定的焊接规范达到改善焊接缺陷、提高焊接效率[1-2]。近几年,把激光与活性焊接技术结合从而将活性焊接技术的优点引入激光焊接,成为世界范围内迅速发展的一种新型焊接前沿技术[3]。

目前,活性激光焊接在国内外均已初步取得一些进展,主要是特定条件下开展的一些初步理论探索和工艺试验研究。由现有的研究发现,活性剂会对激光能量的吸收、等离子体的密度、熔池的流动状态等产生一定的影响[4-5]。而在焊接过程中激光能量、等离子体及熔池的变化均会影响到熔池温度场[6]。目前,针对活性激光焊接熔池温度变化特性的研究主要是关于活性激光焊接薄板的数值模拟,对于焊接难度更大、焊后缺陷更多的中厚板研究较少。

作者在数值模拟得到活性激光焊接温度场的基础上,对比焊接实时监测试验测得的熔池温度,系统分析了活性剂的涂敷对熔池温度的影响规律,进而验证数值计算熔池温度场的可靠性与准确性,分析活性剂对熔池温度的影响,为活性激光焊接的发展奠定理论与试验基础。

1 试验条件

试验中选用IPG公司的光纤激光器,型号为IPGYLS-10000,焊接头安装在六自由度机器人上,并用氩气保护焊接熔池。同时采用FLIR A615红外热像仪检测焊接过程中焊缝的温度变化信号。……

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