基于脈沖散點分布系統(tǒng)控制的激光-MIG復合熱源焊接特性研究.pdf

1、本文開發(fā)了一套脈沖散點分布控制系統(tǒng)，并運用該系統(tǒng)研究激光脈沖對熔滴過渡的影響規(guī)律，進而研究了鋁合金激光-MIG復合熱源焊接特性。
　　針對激光-MIG電弧復合熱源焊接中脈沖激光、脈沖電弧與熔滴過渡三者之間的相互關系，基于Visual C++開發(fā)了激光-MIG復合焊接脈沖散點分布控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有運行效率高、觸發(fā)精度高、延時時間短等優(yōu)點。通過對該系統(tǒng)的具體驗證實驗發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的延時時間為400μs左右。
　　利用該系統(tǒng)對復合

2、焊接過程中熔滴過渡進行研究，結果表明，當激光脈沖散點作用在MIG電弧波形的峰值時，熔滴在脫落縮頸時會受到激光脈沖的吸引而有偏移焊絲軸線的趨勢，這造成了熔滴脫落后進入熔池的路徑也發(fā)生變化，并且隨著激光功率的增大，熔滴在脫落縮頸時受到的吸引越大，脫落后進入熔池的路徑偏離焊絲軸線的趨勢也越大，而激光脈沖作用在基值時縮頸形式變化不大;激光加入后，相比于單電弧來說，熔滴進入熔池的時間都有縮短的趨勢，激光脈沖散點作用在MIG電弧波形的基值時熔滴進入

3、熔池的時間與作用在電弧波形的峰值時要短，并且隨著激光功率的增大，熔滴進入熔池的時間越短。
　　通過對激光-MIG復合焊接過程中的熔滴進行受力分析，分析發(fā)現(xiàn)，激光脈沖散點的加入，主要改變了熔滴所受的電磁力，具體表現(xiàn)為，激光脈沖作用在峰值時改變了熔滴在形成時所受的電磁吸引力，進而改變了熔滴縮頸的形式和進入熔池的路徑;激光脈沖作用在基值時，主要增大了電弧內部電極與工件之間的電磁壓力差，導致等離子流力增大，造成熔滴運行速度加快，進入熔池的

4、時間變短。兩種作用方式的效果都隨著激光功率的增大有增強的趨勢。
　　對鋁合金在脈沖散點分布控制下進行表面堆焊與對接焊實驗，MIG焊堆焊時，焊接速度為1500mm/min，成型不連續(xù)。激光加入后，當激光脈沖作用在MIG電弧波形基值時的表面成型要優(yōu)于激光脈沖作用在MIG電弧波形峰值時的表面成型。通過計算，激光加入后，臨界焊接速度可以提高25％。對MIG焊與復合焊的對接焊縫進行拉伸性能測試，MIG焊焊縫的抗拉強度為185MPa，為母材抗