激光的加入對激光-MIG復合焊熔滴過渡的影響研究

王秋影　邱培現　陳輝

摘要：對比研究3 kW激光的加入對鋁合金MIG焊熔滴過渡和過程穩定性的影響，結果表明，激光的加入使焊接過程更穩定。小電弧參數時，在等離子流力、電磁收縮力和激光匙孔金屬蒸汽反沖力的共同作用下，激光-MIG復合焊熔滴落點更靠近焊絲;大電弧參數時，等離子流力和電磁收縮力起主要作用，激光匙孔金屬蒸汽反沖力的作用可以忽略不計，激光加入前后熔滴均沿焊絲延長線落入熔池。

關鍵詞：MIG焊，激光-MIG復合焊，熔滴過渡

中圖分類號：TG456.7文獻標志碼：A文章編號：1001-2303（2020）03-0126-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.03.23

0 前言

焊接方法升級換代是提高鋁合金焊接接頭服役性能的重要手段。采用激光-MIG復合焊替代傳統MIG焊進行鋁合金焊接具有提高焊接效率、提高接頭強度、降低殘余應力和變形等優點[1-2]。要實現激光-MIG復合焊接技術在高速列車生產制造中的應用，首先要解決焊接過程的穩定性問題。在激光-電弧復合焊過程中，電弧形態和熔滴過渡的穩定性不僅受電弧參數的影響，還受激光參數的影響。激光能量會影響電弧形態和電弧等離子體的熱傳導，影響電子密度和電流密度，使電弧長度、熔滴尺寸和速度發生改變[3]。因此，本文研究激光的加入對激光-MIG復合焊熔滴過渡和穩定性的影響。

1 試驗材料與方法

采用IPG YLS-4000光纖激光器、KEMPPI Pulse 450 焊機和ABB IRB2600機器人組成激光-電弧復合系統，在厚10.5 mm鋁合金板上進行堆焊，焊絲為φ1.2 mm的ER5356。焊機選用單脈沖MIG焊模式，激光波長1 060 nm、光斑直徑200 μm、離焦量0 mm，激光在前、MIG焊槍在后，光絲間距為3～5 mm，保護氣為純度99.999%氬氣。……