CO2激光-MIG同轴复合焊方法及铝合金焊接的研究

白石道人

近年来，激光-电弧复合焊接因其间隙敏感性低、焊接适应性好，同时熔深大焊速快等特点成为激光激光加工领域和焊接领域的研究热点之一。具体来说，激光-电弧复合焊接有以下特点：(1)可降低工件装配要求，间隙适应性好。
$ \, Q3 ^/ ~$ }, G+ t" R: I' U; [(2)复合焊接利用电弧的复合作用，在保证大熔深的同时适当增加熔池宽度，降低凝固速度，有利于减小气孔倾向。
, _8 R: \0 v- D4 K(3)可以实现在较低激光功率下获得更大的熔深和焊接速度，有利于降低成本。
- `* m3 @4 W" G, x2 ~- g(4)电弧对等离子体有稀释作用，可减小对激光的屏蔽效应，同时激光对电弧有引导和聚焦作用，使焊接过程稳定性提高。
  W, P4 O7 b. g; w4 s(5)利用电弧焊的填丝可改善焊缝成分和性能。对焊接特种材料或异种材料有重要意义。
$ A2 n$ L4 m6 L  X+ d6 W　　这些优点使得激光-电弧复合焊极可能成为解决铝合金激光焊的最佳方法。激光-电弧复合焊包括CO2激光与TIG(或GTAW)、MIG(或GMAW)和等离子弧的复合，其中激光-MIG复合的应用前景更为广阔。激光与电弧的复合方法有两种，一种是目前研究较多，相对容易实现的激光-电弧旁轴复合。这种方法的优点是研制简单，但存在(1)热源为非对称性，难以用于曲线或三维焊接，和(2)电弧与激光聚焦光斑的相互位置对焊接过程稳定性影响大的缺点。另外一种就是激光-电弧的同轴复合。其中方法1是在钨极中心加工一小孔，让激光束从钨极中心通过。这种方法的缺点是需要在钨极加工中心孔，大大增加了钨极的损耗，降低了电弧热效率，而且无法用于激光与MIG的复合焊接。