激光填絲焊

相比于傳統(tǒng)焊接方法，激光焊接具有顯著的優(yōu)勢(shì)——熱輸入低、焊接速度快、熱影響區(qū)小、熱變形小等，近年來激光焊接得到了廣泛的使用，在汽車工業(yè)、船舶工業(yè)、核電工業(yè)、航天航空工業(yè)等高科技行業(yè)應(yīng)用的越來越廣泛，而且隨著成套設(shè)備成本的降低，在日常五金用品及其它生活相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用開始迅速增長。

為了適應(yīng)各行業(yè)發(fā)展的需求，激光焊接的方式方法也有改良進(jìn)步。激光填絲焊因其焊接能量集中、變形小等特點(diǎn)，可以降低對(duì)接焊時(shí)的間隙裕度，減少焊接缺陷，成為軌道交通和汽車行業(yè)內(nèi)，有效替代傳統(tǒng)電弧焊的焊接方式。

本期【Rayclass | 銳課堂】就帶您來認(rèn)識(shí)一下激光填絲焊接的妙用。

激光填絲焊時(shí)，激光器一般選用高功率光纖激光器。

激光不僅需要焊絲，還需要熔化母材并在母材上形成激光深熔焊特有的小孔效應(yīng)，形成較深的熔池，焊絲成分與母材金屬成分充分混合形成一種新的混合熔池，該混合熔池的元素成分及其比例、質(zhì)量相對(duì)于焊絲與母材有較大的差別，所以可以針對(duì)母材本身的性能缺陷，選擇合適的焊絲添加到焊接過程中，從而在微觀層面上對(duì)焊縫的抗裂性、抗疲勞性、耐蝕性、耐磨性等方面進(jìn)行有目的性的改善。

除此之外，激光填絲焊可以進(jìn)行多道堆疊焊接，因?yàn)槟軌驅(qū)崿F(xiàn)具有小孔效應(yīng)的深熔焊，可以實(shí)現(xiàn)上下兩層焊道的充分熔合，避免未熔合的嚴(yán)重缺陷，這樣就具備焊接大厚度接頭的能力。

隨著激光填絲焊技術(shù)的發(fā)展以及激光器功率上限的提高，激光填絲焊的應(yīng)用范圍越來越廣泛：

激光填絲焊的應(yīng)用領(lǐng)域

1激光填絲焊接鋁合金

2激光填絲焊接異種金屬

3改善焊縫成型

4窄間隙填絲焊

其中，針對(duì)改善焊縫成型和窄間隙填絲焊這兩個(gè)應(yīng)用，我們用實(shí)際應(yīng)用案例來看看激光填絲焊的效果。

改善焊縫成型

要求：1mm和3mm不銹鋼拼焊，要求焊縫無氣孔，成型較好。

設(shè)備：銳科4000W連續(xù)光纖激光器（光纖芯徑200μm）、送絲機(jī)、焊接頭。

工藝參數(shù)：如下表所示。

結(jié)果：成型較好，焊縫無氣孔，如下圖所示的焊縫成型及橫截面形貌。

a. 1mm+1mm

b. 1mm+3mm

c. 3mm+3mm

窄間隙激光填絲多道焊接

要求：18mm厚的Q345船用鋼板拼焊，要求焊縫氣孔較少，沒有未熔合，接頭抗拉強(qiáng)度高于母材，焊縫成型較好。

設(shè)備：銳科6000W連續(xù)光纖激光器（光纖芯徑400μm）、送絲機(jī)、焊接頭。

工藝參數(shù)：焊道必須開坡口，坡口尺寸如下圖所示。

其他焊接工藝參數(shù)如下表所示。

結(jié)果：成型較好，沒有出現(xiàn)未熔合，焊縫基本無氣孔，如下圖所示，并且經(jīng)過拉伸試驗(yàn)證明，焊縫斷裂在母材，說明接頭抗拉強(qiáng)度高于母材。

焊縫橫截面金相圖

【Rayclass | 銳課堂】TIPS

針對(duì)常用材料的對(duì)接接頭激光填絲焊，為了改善焊縫成型，一般推薦激光器及光纖芯徑、焊接頭配置應(yīng)當(dāng)保證聚焦光斑直徑為0.4mm～0.6mm之間，并且焊絲應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)呐铺?hào)。