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1、7/23/2024激光激光填丝填丝焊焊接接课程名称：激光焊接工艺实践课程名称：激光焊接工艺实践承担单位：浙江工贸职业技术学院承担单位：浙江工贸职业技术学院7/23/20241.1.教学目标教学目标 了解激光填丝焊接的工艺特点，掌握激光填丝焊接的主了解激光填丝焊接的工艺特点，掌握激光填丝焊接的主要参数及其对焊接过程和质量的影响。要参数及其对焊接过程和质量的影响。7/23/20242. 2. 激光填丝焊接工艺介绍激光填丝焊接工艺介绍2.1 2.1 激光填丝焊接的特点激光填丝焊接的特点图1 激光填丝焊示意图激光填丝焊接是指在焊缝中预先填入特定激光填丝焊接是指在焊缝中预先填入特定焊接材料后，用激光照射
2、熔化或在激光照焊接材料后，用激光照射熔化或在激光照射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的方法。方法。 与非填丝焊接相比，激光填丝焊接具有以与非填丝焊接相比，激光填丝焊接具有以下优点：下优点：(1)避免了对工件加工、装配要求过于严格避免了对工件加工、装配要求过于严格的问题；的问题；(2)可实现用较小功率焊接较厚、较大的零可实现用较小功率焊接较厚、较大的零件；件；(3)更重要的是可以通过改变填丝材料的成更重要的是可以通过改变填丝材料的成分来改变或控制焊缝金属的成分、组织和分来改变或控制焊缝金属的成分、组织和性能。性能。 如图如图1所示。所示。7/23/20242.
3、2 2.2 激光填丝焊接的参数激光填丝焊接的参数 与传统非填丝焊相比，激光填丝焊工艺过程中的主要影响参数除了激光功率，与传统非填丝焊相比，激光填丝焊工艺过程中的主要影响参数除了激光功率，焊接速度，保护气体类型、流量和施加的角度，材料吸收率，光斑直径和离焦量焊接速度，保护气体类型、流量和施加的角度，材料吸收率，光斑直径和离焦量等因素外，送丝速度对焊接过程有重要影响。等因素外，送丝速度对焊接过程有重要影响。 研究表明，当送丝速度提高时，焊丝吸收的激光能量会减少，反射的激光能量研究表明，当送丝速度提高时，焊丝吸收的激光能量会减少，反射的激光能量会增加。这是因为液态金属的吸光率比固态金属的大，高温金属
4、的吸光率比低温会增加。这是因为液态金属的吸光率比固态金属的大，高温金属的吸光率比低温金属的大。随着送丝速度的加快，单位长度焊丝吸收的激光功率减少，焊丝温度金属的大。随着送丝速度的加快，单位长度焊丝吸收的激光功率减少，焊丝温度降低，焊丝吸收激光能量进一步降低，焊丝的熔化率下降。降低，焊丝吸收激光能量进一步降低，焊丝的熔化率下降。 事实上，对于激光填丝焊，焊接速度与送丝速度是密切相关的，当焊接速度一事实上，对于激光填丝焊，焊接速度与送丝速度是密切相关的，当焊接速度一定时，根据间隙量的大小确定送丝速度。与自熔焊相比，激光填丝焊的焊接速度定时，根据间隙量的大小确定送丝速度。与自熔焊相比，激光填丝焊的焊
5、接速度调整范围有限。调整范围有限。7/23/2024 在无填充焊料的激光焊接中，焊缝的成分仅取决于母材的成分，很难按照实际在无填充焊料的激光焊接中，焊缝的成分仅取决于母材的成分，很难按照实际需要进行调整。若采用填充焊料激光焊接，既应用了激光焊接这一先进制造技术需要进行调整。若采用填充焊料激光焊接，既应用了激光焊接这一先进制造技术的加工优点，又可以通过调整填充焊料的成分来改善焊缝的组织性能、防止缺陷的加工优点，又可以通过调整填充焊料的成分来改善焊缝的组织性能、防止缺陷的产生，满足设计及工艺要求。的产生，满足设计及工艺要求。 利用中、小功率激光进行微型结构件的填丝激光焊接，是确保焊接接头质量、利用
6、中、小功率激光进行微型结构件的填丝激光焊接，是确保焊接接头质量、接头性能、几何形状及尺寸精度的最佳焊接方案。该技术在提高生产效率、降低接头性能、几何形状及尺寸精度的最佳焊接方案。该技术在提高生产效率、降低生产成本、改进结构的气、油密封性能以及保证结构承力等方面较其它焊接更具生产成本、改进结构的气、油密封性能以及保证结构承力等方面较其它焊接更具优越性。优越性。插入视频：宏观部分 德国AlphaLaser光纤激光焊接切割焊补设备（注意只使用固体激光焊接部分视频，以下为视频字幕）7/23/2024一般来说：一般来说：(1)利用较小功率脉冲利用较小功率脉冲YAG激光进行填丝焊接，能够形成较好的焊接接头
7、；激光进行填丝焊接，能够形成较好的焊接接头； (2)在热导焊模式下，手动控制焊接可以获得较为均匀的焊接接头，在热导焊模式下，手动控制焊接可以获得较为均匀的焊接接头， 这对于加工尺这对于加工尺寸一致性较差的微型结构件的填丝焊接是一个更可行、更具操控性的方法；寸一致性较差的微型结构件的填丝焊接是一个更可行、更具操控性的方法；（3）利用较小功率的激光器，采用激光填丝焊接技术，配合激光深熔焊接工艺可）利用较小功率的激光器，采用激光填丝焊接技术，配合激光深熔焊接工艺可实现厚板的焊接，焊缝逐层形成每次无须达到很大的熔深。这对于激光焊接技术实现厚板的焊接，焊缝逐层形成每次无须达到很大的熔深。这对于激光焊接技
8、术的推广具有较大的现实意义。的推广具有较大的现实意义。 国外激光焊接技术的研发、应用路线一般为：无填料中、小功率激光焊接技术国外激光焊接技术的研发、应用路线一般为：无填料中、小功率激光焊接技术研究研究无填料大功率激光焊接技术研究无填料大功率激光焊接技术研究填料大功率激光焊接技术研究填料大功率激光焊接技术研究填料中、填料中、小功率激光焊接技术研究，可见，重视小功率激光填丝焊接工艺的研究和应用是小功率激光焊接技术研究，可见，重视小功率激光填丝焊接工艺的研究和应用是激光焊接发展的趋势之一。激光焊接发展的趋势之一。7/23/20243. 3. 小结小结 本次课介绍了激光填丝焊接工艺的特点和主要参数，特别本次课介绍了激光填丝焊接工艺的特点和主要参数，特别是送丝速度对焊接过程的影响，指出了中小功率激光填丝焊是送丝速度对焊接过程的影响，指出了中小功率激光填丝焊在实际应用中的重要意义。在实际应用中的重要意义。7/23/20244. 4. 作业思考题作业思考题（1）激光填丝焊接和传统激光无填丝的焊接的主要工艺区别）激光填丝焊接和传统激光无填丝的焊接的主要工艺区别别是什么？别是什么？（2）激光填丝焊接的工艺特点是什么，送丝速度和焊接速度）激光填丝焊接的工艺特点是什么，送丝速度和焊接速度之间是否有影响？之间是否有影响？
