工艺参数对铝合金CO_2激光焊接光致等离子体温度的影响.pdfVIP

第 2 9 卷 第 6 期 焊 　 接 　 学 　 报 Vol. 2 9 　 No . 6 2 0 0 8 年 6 月 TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDIN INSTITUTION J une 　 2 0 0 8 工 艺 参 数 对 铝 合 金 CO2 激 光 焊 接 光 致 等 离 子 体 温 度 的 影 响 祁俊峰 , 　丁 　鹏 , 　张冬云 , 　左铁钏 ( 北京工业 大学 激 光工程研 究院 , 北京 　100124 ) 摘 　要 : 利用 Spectra Pro2500i 瞬态光谱仪对 6061 铝合金 CO2 激光焊接光致等离子体的 发光谱进行了测量 , 分析得到 的 200～600 nm 范围内的 Mg I 特征谱线 ,利用玻尔兹曼图 法计算得到光致等离子体的平均温度 。分别研究 了激光功率 、焊接速度 、焦 点位置 、辅 助气体等工艺参数对光致等离子体平均温度的影 响 ,并对其原因进行了分析 。在试验 条件下 ,当激光 功率超过材料深熔焊接 阈值 功率后 ,激光功率对光致等离子体温度的影 响不大 , 约为6 000 K;焊接速度对 光致 等离子体 温度 的影 响表 现为“倒 U 形”曲线规律 ; 对于一定内径的辅助气体喷嘴 ,等 离子体温度随辅助气体流量呈现 先增加后减小的趋 势 ;在氦气中加入氩气会导致光致等离子体温度升高 500～1 000 K 左右 。 关键词 : 激光焊接 ; 铝合金 ; 光致等离子体 ; 光谱 ( ) 祁俊峰 中图分类号 : T 456 . 7 　 文献标识码 : A 　文章编号 : 0253 - 360X 2008 06 - 0097 - 04 0 　序 　　言 线 ,研究了辅助气体对光致等离子体发光谱线 的影 响。Poueyo2Verwaerde 等人[ 3] 用 1 000 W CO 激光焊 2 在 CO2 激光深熔焊接过程 中 ,金属材料在高功 接纯铁 ,利用谱线相对强度法计算 了距工件表面不 [4 ] 5 2 同高度处光致等离子体 的温度 。Bruncko 等人 利 率密度 ( 10 WΠcm ) 激光 的辐照下 ,强烈汽化形成 金属蒸气 。处于激光照射 区的金属蒸气能够增强材 用 CO2 激光焊接不锈钢 ,研究了聚焦光斑位置对等 料对激光 的吸收作用 ,使其温度进一步升高而 电离 离子体发射谱线强度的影响 。作者利用玻尔兹曼图 法计算得到铝合金 CO 激 光焊接光致等 离子体温 形成等离子体 。当等离子体对材料 的反冲压力达到 2 一定临界值时 ,将克服表面张力 、熔池液体静压力和 度 ,并讨论 了工艺参数对等离子体温度 的影响 。 动压力形成深熔小孔 。然而 ,在激光入射能量 —深