在本文中，將探討激光焊接過程中焊縫成形因子、如何計(jì)算以及選擇激光輸出功率的依據(jù)。還將討論降低激光輸出功率對焊縫熔深和可實(shí)現(xiàn)焊接速度的影響。

帶著以下問題閱讀這篇文章：

● 什么是焊縫成形系數(shù)?如何計(jì)算?

● 激光焊接時(shí)選擇激光輸出功率的依據(jù)是什么?

● 降低激光輸出功率對焊縫熔深和可實(shí)現(xiàn)的焊接速度有何影響?

一、雙束焊接原理

激光焊接的分類

1、根據(jù)功率密度和焊縫成形特性：

● 熱傳導(dǎo)焊接：功率密度(激光輸出功率/焦點(diǎn)面積)<10 5 W/cm 2

● 深熔焊：功率密度>10 6 W/cm 2

2、按激光輸出方式分：

● 脈沖激光焊接

● 連續(xù)激光焊接

圖1脈沖激光焊接和連續(xù)激光焊接示意圖

二、激光功率P的選擇

P(激光功率)的選擇取決于板材的厚度。P 決定焊點(diǎn)的功率密度并影響熔深深度和焊接速度。

圖2 功率密度和金屬溫度隨時(shí)間的變化曲線

三、激光功率對穿透力的影響

如圖所示，功率(P/kw)越大，穿透力越深，反之亦然。

圖3 激光穿透力與功率的關(guān)系

四、激光功率對焊接速度的影響

GB/T3375-1994中焊縫形狀系數(shù)定義為單個(gè)焊縫橫截面上焊縫寬度(B)與計(jì)算焊縫厚度(H)之比(φ=B/H)，如圖4所示。較小的外形尺寸會導(dǎo)致焊縫又窄又深。然而，焊縫中心往往雜質(zhì)濃度較高，并且由于區(qū)域偏析而導(dǎo)致抗熱裂性能較差。因此，外形尺寸不宜太小。例如，焊縫的形狀系數(shù)應(yīng)大于 1.3，這意味著焊縫的寬度應(yīng)至少為焊縫計(jì)算厚度的 1.3 倍。

圖4 激光功率和速度決定焊縫的成形

圖5 焊接速度與激光功率的關(guān)系

五、激光功率、焊接速度和熔深的關(guān)系

圖6 不同功率下低碳鋼熔深和焊接速度的變化

激光焊接功率決定焊點(diǎn)的功率密度，控制焊接的熔深和速度。隨著激光功率的增加，焊接速度和熔深都增加。