焊电焊缝隙宽了怎么焊(CO2激光焊焊接工艺要求及工艺参数)

Posted 2023-06-02

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焊电焊缝隙宽了怎么焊(CO2激光焊焊接工艺要求及工艺参数)

我们知道连续激光输出功率一般为数千瓦至数十千瓦，输出功率的差异主要是金属吸收率不同造成的，而焊缝成形主要是由激光功率及焊接速度确定。

通常说的连续激光焊主要是采用CO2激光器，因为CO2 激光器结构简单、输出功率范围大、能量转换率高，被广泛应用于连续激光焊。连续CO2激光焊主要应用和工艺如下：

1、接头形式及装配要求

激光焊应用较多是对接接头和搭接接头，激光焊对焊件装配质量要求较高，对接焊时，如果接头错边太大，会使人射激光在板角处反射，焊接过程不稳定，所以对接接头错边一般小于0.25板厚。薄板焊时，间隙太大，焊后焊缝表面成形不饱满，严重时形成穿孔，所以对接接头装配间隙一般小于0.10板厚。

搭接焊时，板间间隙过大，易造成上下板间熔合不良，所以搭接接头装配间隙一般小于0.25板厚。

但实际应用中允许根据实际情况适当增加装配公差，改善激光焊接头准备的不理想状态，但经验表明，当装配间隙超过板厚的3%，自熔焊缝容易产生不饱满。同时注意，激光焊过程中，焊件应夹紧，以防止焊接变形。光斑在垂直于焊接运动方向对焊缝中心的偏离量应小于光斑半径。

对于钢铁材料，焊前焊件表面需进行除锈、脱脂处理，必要时，焊前需要酸洗，然后用乙醚、丙酮或四氯化碳清洗。

激光深熔焊可以进行全位置焊，在起焊和收尾逐渐过渡时，可通过调节激光功率的递增和衰减过程以及改变焊接速度来实现，在焊接环缝时可实现首尾平滑过渡。利用内反射来增强激光吸收的焊缝常常能提高焊接过程的效率和熔深。

填充金属

激光焊适合于自熔焊，一般不需要要填充金属，但有时仍需要填充金属。填充金属的优点是能改变焊缝化学成分，从而达到控制焊缝组织、改善接头力学性能的目的。在有些情况下，还能提高焊缝抗结晶裂纹敏感性。

填充金属主要是以焊丝的形式加入，可以是冷态，也可以是热态。深熔焊时，填充金属量不能过大，以免破坏小孔效应。

3、工艺参数

连续激光焊的工艺参数同激光焊一样，主要包括激光功率、焊接速度、光斑直径、焦点离和保护气体种类及流量。
1）激光功率P

激光功率是指激光器的输出功率，激光焊熔深与输出功率密切相关，对一定的光斑直径，焊接熔深随有微功率的增加增加。

2）焊接速度v

在一定的激光功率下，提高焊接速度，热输入下降，焊缝熔深减小。适当降低焊接速度可加大熔深，但若焊接速度过低，熔深却不会再增加，反而使熔宽增大。正常情况下，当功率和其他参数保持不变时，焊缝熔深随着焊接速度加快而减小。

但是在焊接速度低到程度后，热输入增加，熔化金属越来越多，当金属蒸气所产生的反冲压力不足以维持小孔存在时，小孔不仅不再加深，甚至会崩，焊接过程蜕变为传热焊，因而熔深不会再增加。

3）光斑直径do

提高功率密度的方式有两个：一是提高激光功率P,它和功率密度成正比；二是减小光斑直径，功率密度与直径的平方成反比。因此，通过减小光斑直径比增加功率的效果更明显。减小光斑直径do,可以通过使用短焦距透镜和降低激光束横模阶数，低阶模聚焦后可以获得更小的光斑。

4）离焦量F

离焦量不仅影响焊件表面激光光斑大小，而且影响光束的人射方向，因而对焊接熔深、焊缝宽度和焊缝横截面形状有较大影响。离焦量F很大时，熔深很小，属于传热焊；当离焦量F减小到某一值后，熔深发生跳跃性增加，此处标志着小孔产生。　焦距减小到某值后，熔深突变，即为产生穿透小孔建立了必要的条件。激光深熔焊时，熔深最大时的焦点位置是位于焊件表面下方，此时焊缝成形最好。

5）保护气体
激光焊时采用保护气体有两个作用：一是保护焊缝金属不受有害气体的侵袭，防止氧化污染，提高接头的性能；二是影响焊接过程中的等离子体，抑制等离子云的形成。深熔焊时，高功率激光束使金属被加热汽化，在熔池上方形成金属蒸气云在电磁场的作用下发生离解形成等离子体，它对激光束起着阻隔作用，影响激光束被件吸收。

为了排除等离子体，通常用高速喷嘴向焊接区喷送惰性气体，迫使等离子体偏移，同时又对熔化金属起到隔绝大气的保护作用。保护气体多用Ar或He。He具有优良保护和抑制等离子体的效果，焊接时熔深较大。若在He里加人少量Ar或Oz，可进一步提高熔深。

6）气体流量

气体流量对熔深也有一定的影响，熔深随气体流量的增加而增大，但过大的气体流量会造成熔池表面下陷，严重时还会产生烧穿现象。吹气喷嘴与焊件的距离不同，熔深也不同。

连续CO2激光焊焊是一种常用的激光焊接方法，熟悉并了解其相关应用，对以后工作有一定的指导意义。