激光复合焊接及其应用.ppt

1、b,1,激光复合焊接及其应用,杨永强 教授 华南理工大学焊接研究所,b,2,激光束,工件,MAG 电极,激光+MAG电弧复合热源焊接,金属蒸汽,b,3,激光焊接的优点和不足,能量密度高 106W/cm2； 聚焦后的光斑直径小 0.2-0.6mm； 焊缝深/宽比大，热影响区窄； 焊接速度快，焊接线能量低； 焊接变形小。 1. 设备投资大； 2. 对接头装配精度(间隙)要求高; 3. 厚板焊缝易出气孔、裂缝和咬边等缺陷； 4. 能量转换效率较低。,b,4,熔化极电弧焊的优点和不足,设备投资小； 对间隙不敏感； 能填充金属。 焊接速度慢、线能量大； 熔深小，热影响区大； 焊接变形大；,b,5,激光-

2、电弧复合热源焊的主要特点,两种技术优势互补, 达到1+12的效果; 电弧过程稳定, 即使是在小电流条件下; (15A) 焊缝成型美观; (比激光焊好) 熔深大, 焊接速度快; (比激光焊和电弧焊都好) 单位线能量低, 焊接变形小; (与激光焊相当) 对接头间隙不敏感; (比激光焊好得多) 可以通过焊丝改善焊缝的性能; (比激光焊好、焊速快),b,6,激光-电弧复合热源焊接系统,b,7,b,8,b,9,b,10,b,11,b,12,+,电弧焊,激光焊,复合焊,b,13,激光功率2000W，脉冲平均电流15A， 焊接速度1m/min，板厚2mm，LF5,超小电流复合热源焊接,超小电流焊接是指对于单

3、独MIG焊接时，MIG焊的平均电流小到无法形成连续焊缝时的电流值，本复合热源实验过程中在焊接速度为1m/min时，实现的最小焊接电流为15A,b,14,激光稳定小电流CO2短路过渡气体保护焊,激光功率1200W复合CO2气体保护焊短路过程波形图（I=50A v=1.5m/min）,CO2气体保护焊短路过程波形图（I=50A v=1.5m/min）,电流,电压,电压,电流,b,15,激光-CO2短路电弧复合热源焊接电流、电压波形图 1.0mm, I=80A， U=16V， V=0.9m/min, CO2 20 l/min, 晶闸管电源 激光 P=1400W,b,16,焊接接头变形量对比（2mm铝

4、板焊透）,b,17,不同焊接方法变形量对比,5,单边焊,双边焊,5,b,18,5mm钢板角接头不同焊接方法的 单位热输入量与横向收缩量对比,单边焊,双边焊,b,19,德国Meyer船厂采用Hybrid方法进行 平板对接和筋板角焊缝的自动化焊接, 平板对接厚度达15mm,长度20m, 角接的筋板厚度达12mm.,欧洲DockLaser项目,10mm + 8mm,(12kWCO2激光+MAG),b,20,筋板与平板角接生产线 平板对接生产线,b,21,10kW光纤激光+MAG复合焊用于造船,r,!,b,22,SWEDEN,b,23,焊丝 OK 12.51 母材 SB 45 含硼钢 (2-8mm)

5、20kW CO2激光器+MAG,MAG/HYBRID 接头性能对比 (3mm板),b,24,Phaeton 2002 德国大众汽车 辉腾豪华铝合金轿车,车门焊缝总长 4980mm, 其中激光-MIG复合焊缝48条, 长3570mm, 激光焊缝11条, 长1030mm, MIG焊缝7条, 长380mm,b,25,Audi A8,b,26,激光-电弧复合焊接在汽车零件制造中的应用,b,27,40Cr钢开V型坡口的对接接头； 焊缝内部不允许有气孔、夹渣、裂纹、未融合等焊接缺陷（级焊缝，标准QJ1842-95）； 坡口要填满，并高出筒体表面3mm； 径向变形量要小于0.02mm； 充压10MPa并保持36小时，不允许出现漏气现象。,技术要求：,40Cr减震器缸体焊接,b,28,减震器缸体激光复合焊接机器人系统,b,29,减震缸体激光-电弧复合焊接产品,焊接完成的缸体,小V型坡口,b,30,