连续激光焊

出处：按学科分类—工业技术 河南科学技术出版社《焊接技术手册》第313页（1617字）

由于CO₂激光器有结构简单、输出功率大、能量转换效率高等优点，特别适宜于焊接，因此，CO₂激光焊得到了较快的发展，成为连续激光焊最主要的方法。

1．CO₂连续激光焊的接头形式及装配要求

连续激光焊接头形式与装配要求如图6－50、图6－51所示。

图6－50 连续激光焊接头形式

图6－51 连续激光焊接头装配要求

2．连续激光焊参数及其影响因素

(1)激光功率的影响：激光功率p(W)增加，熔深h增加，增加的规律为h正比于p^k。p^k中k为常数，随实验条件不同取0．7～1．0之间的不同值。图6－52是沸腾钢激光焊时功率对熔深的影响结果。

图6－52 沸腾钢CO₂激光焊功率与熔深的关系

(2)焊接速度的影响：功率一定时，焊接速度增加，熔深减小，由图6－53可见，高速段比低速段的熔深减小率要小。这说明高速焊接更能发挥激光焊的优势。

图6－53 焊接速度对熔深的影响

(3)光斑直径和离焦量的影响：光斑直径d，直接影响激光斑点的能量密度。为形成连续小孔焊，斑点能量密度必须大于10⁶W／cm²。

离焦量即工件表面与焦点的距离。若焦点落在工件外部，称正离焦量；若焦点落在工件内部，称负离焦量。为使用方便，离焦量±ΔF用与焦距F的相对值ΔF／F表示。ΔF／F对焊缝的熔深、熔宽、横断面面积的影响如图6－54所示。由图可见，在｜ΔF｜很大时熔深很小。这表示未形成小孔。当｜ΔF｜变到某值后熔深突然增加，这表示此时形成了小孔焊。

图6－54 离焦量对焊缝几何参数的影响

(4)保护气体的影响：保护气体除对焊缝金属起保护作用外，还有抑制“等离子云”的作用。“等离子云”是金属蒸气和保护气体在强电场作用下电离形成的。“等离子云”覆盖在焊缝上，大量吸收激光能量，使焊缝熔深减小，出现“图钉”形焊缝，并破坏焊接过程的稳定性。保护气电离势低，形成的等离子云多，焊缝熔深减小严重；电离势高形成的等离子云少，焊缝熔深减小较少。不同种类保护气对焊缝熔深的影响如图6－55b所示。保护气流有吹散“等离子云”的作用。故保护气流量增大，等离子云的影响减弱，焊缝熔深增加，其规律如图6－55a所示。

图6－55 保护气体对熔深的影响

(a)气体流量的影响 (b)气体种类的影响 (c)混合气体的影响 (d)混合气体对不同材料的影响

3．CO₂连续激光焊参考规范

表6－15 不同材料CO₂连续激光焊参考规范

4．连续激光焊的应用

表6－16 连续激光焊的主要应用

注：A改善操作性，B提高生产率，C改善可靠性，D减小和减轻部件，E提高精度。