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Laser brighten Hubei 光耀荆楚

焊接头对 RFL-C1000 激光器焊缝成型的影响

文/李响；武汉锐科光纤激光技术股份有限公司
3.5 焊接头1焊缝熔深
焊接头1焊缝熔宽
焊接头2焊缝熔深
3.0
纤激光焊接具有焊接效率高、焊缝深宽比大、
光 焊接变形小等特点，在汽车生产、航空航天、 2.5 焊接头3焊缝熔深
焊接头2焊缝熔宽
焊接头3焊缝熔宽
船舶制造等行业广泛应用。但是由于光纤激光
焊接设备价格昂贵，限制了其在工业领域的广泛应用。随 熔深和熔宽，mm 2.0
着国产高功率光纤激光器的量产和质量的提升，其价格也 1.5
大幅降低，使得越来越多的企业和单位有条件配备光纤激 1.0
光焊接设备。
0.5
表1：不同焊接头不同配置参数 0 2 4 6 8 10
焊接头 准直镜焦距（mm） 聚焦镜焦距（mm） 焊接速度，m/min
焊接头1 100 150 图1：焊接速度与焊缝熔深和熔宽关系曲线。
焊接头2 100 200
焊缝熔深和熔宽是光纤激光焊接效果的重要指标。焊
焊接头3 125 250
接头的光学配置影响焊缝熔深和熔宽。本文主要讨论不同
表2：不同焊接头焊接不锈钢的数据 配置的焊接头对 1kW 激光器焊接性能的影响。焊接头主
焊接头1的焊后效果 要配置如表 1 所示。
焊接速度 1m/min 2m/min 3m/min 4m/min 5m/min
在满功率状态下，以不同焊接速度在 6mm 不锈钢表
面进行焊接试验。焊后试样进行金相制作，使用低倍放大
断面形貌
镜观察、记录焊缝熔深和熔宽，焊后结果如表 2 所示。
焊接速度 6m/min 7m/min 8m/min 9m/min 10m/min 根据表 2 中提供的数据，绘制出焊接速度与熔深和熔

宽之间的关系曲线，如图 1 所示。从图 1 中可以看出，焊
断面形貌
缝的熔深和熔宽均随着焊接速度的增大而减小，焊缝熔深
焊接头2的焊后效果 下降趋势明显，焊缝熔宽变化范围较小，这主要是由于光
焊接速度 1m/min 2m/min 3m/min 4m/min 5m/min
纤激光焊接时聚焦光斑小、能量集中，熔池存在“小孔”
现象并快速冷却形成焊缝。因此激光焊接得到熔深较大、
断面形貌
熔宽较小的焊缝。
焊接速度 6m/min 7m/min 8m/min 9m/min 10m/min 根据表 1 中给出的各个焊接头的参数，焊接头 1 聚

焦光斑直径为 0.15mm，焊接头 2 聚焦光斑直径为 0.2mm，
断面形貌
焊接头 3 聚焦光斑直径为 0.2mm。聚焦光斑越小，能量越
焊接头3的焊后效果 集中，焊接深度越大 ；而焊接熔深还与焊接头焦深有关，
焊接速度 1m/min 2m/min 3m/min 4m/min 5m/min
焦距越大，对应的焦深也越大。因而从图 1 中可以看出，
焊接头 1 产生的焊缝熔深小于焊接头 2 产生的熔深 ；焊接
断面形貌
头 2 产生的焊缝熔深，也小于焊接头 3 产生的熔深。同时
焊接速度 6m/min 7m/min 8m/min 9m/min 10m/min
光纤激光焊接会产生飞溅现象，焦距较大，更容易保护焊
断面形貌 接头光学镜片。因此在 1kW 光纤激光焊接时，选用焦距
为 250mm 的焊接头更有利于焊接工作的长期进行。

30 Jul/ Aug 2017 www.laserfocusworld.com.cn Laser Focus World China 激光世界