大功率光纤激光焊接过程中工艺参数对熔深和气孔的影响

采用7 kW光纤激光器,研究了未熔透光纤激光焊接过程中工艺参数对熔深、气孔的影响,讨论了小孔深度与熔深的对应关系,并利用激光功率三角波脉冲的方法研究了功率调制对小孔型气孔的抑制作用。结果表明,激光焊接熔深与小孔深度基本一致。随着焊接速度的增大,焊缝熔深减小,气孔倾向降低。当离焦量为0时,焊缝熔深和气孔倾向最大;当焦点位置偏离工件表面时熔深和气孔倾向减小。在较宽的频率范围内(20~125 Hz),三角波调制激光功率有效地减少了光纤激光焊接小孔型气孔的产生,最佳频率为60 Hz。利用X射线透射成像系统分析了小孔行为,发现激光功率脉冲调制提高了小孔的稳定性,从而减小了气孔倾向。