高能束及特种焊接技术的发展（五）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　英国Conventry大学现代连接中心(Centre f Advanced Joining)亦有Laser-plasma复合焊接的报导(PALW-Plasma Arc augmented Laser Welding)。其优点是：提高焊接速度和熔深；由于电弧加热，金属温度升高，降低了金属对激光的反射率，增加了对光能的吸收。在小功率CO2激光试验基础上，还要在12000W CO2激光以及光纤传输的2kWYAG激光器上进行，并为机器人进行PALW打基础。　　2.5激光、工件与保护气体相互作用的研究　　激光、工件、保护气体相互作用与离焦量关系密切，在一定离焦范围内为深熔焊接，产生显著的等离子体，超过一定的离焦范围，则为热传导焊接，等离子体的影响比较小。　　等离子体对入射激光具有折射、吸收、散焦以及屏蔽作用，这是激光焊接中的一个重要问题。　　法国A?Poueyo-Verwaerde等诊断了CO2激光焊接等离子体。热电探测器用于记录反射的激光，可见光光电管用于收集等离子体辐射；通过多通道光谱仪进行光谱分析；用高速摄影机记录等离子体的图像。经过分析，得到了电子温度、电子密度与工件表面距离的关系以及反射率与等离子体亮度的关系。　　德国Stuttgart大学进行了CO2激光深熔焊时激光焊接等离子体对激光聚焦性影响的研究。提出了焦平面上有效功率密度分布的概念，焦平面上功率密度减小是由于等离子体对激光吸收以及折射引起，等离子体折射情况取决于等离子体尺寸、位置和温度；采用He-Ar混合气比采用单一气体可更有效地抑制等离子体的负面效应。　　Helmut Schmalenstroth等人用1kW的Nd：YAG进行激光焊接研究时，使用的气体有Ar、He、N2以及Ar + O2、Ar + CO2、Ar + CO2 +O2，适当的混合气可增加熔深和焊速，降低成本，在激光焊接过程控制方面，有使用电容传感系统测量和控制焦点位置报道，其机理是基于传感器的振荡频率由于焦点变化扰动而不是常数。当金属蒸气和保护气的电离密度和程度变化时，喷嘴电极和工件之间介质的介电常数发生变化。德国的Hillerich博士指出，电离原子和电离分子对介电常数ε的影响可用Drudench公式表示。　　基于相同的原理，电容传感系统也可用于焊接速度和焊接缺陷的检测与控制。　　在CO2激光焊接焊缝质量的磁流体力学控制方面，德国Stuttgart大学的М?Kern提出加磁激光焊接(MSLBW—Magnetically Supported Laser beam Welding)，见图5。实验表明，这种方法可抑制焊道凸起,改善焊道顶部质量和焊缝断面形状，减少飞溅，使熔池上方的等离子体更趋于稳定，增加过程的稳定性。这个方法的作用与磁场的方向有关，前提是有电流存在，研究表明，电流除了由母材和熔化金属间的热电压引起外，同时还由凝固的焊缝和熔化金属间的热电压引起。　　在激光焊接熔池动力学的研究方面，美国田纳西大学的V?Semak等将低功率的氩离子激光聚焦在熔池上，通过窄带干涉滤色镜除去等离子体发射的光，再经光电倍增管，用高速摄影记录熔池的形貌。研究表明，熔池内的反冲力远远超过表面张力和静压力，因而，围绕小孔边缘产生了高振幅的熔化金属凸起。高的反冲力使熔化金属组成的小孔壁离开激光束，而后，表面张力又将小孔壁向光束靠近，由于反冲力的脉动性导致了熔池内，高振幅、低频率的体积振荡，同时也导致了熔池开口形状的显著变化，进而影响蒸气的运动方向，产生高频的声信号。研究还表明；激光点焊时，在熔池凝固期间，熔池的振荡频率在增加。

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