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铝合金激光−CMT复合焊接熔滴特性研究

马煜斌 梁瑛 慈鹏宇 陈飞吉

马煜斌, 梁瑛, 慈鹏宇, 陈飞吉. 铝合金激光−CMT复合焊接熔滴特性研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(4): 368-371. doi: 10.12299/jsues.22-0331
引用本文: 马煜斌, 梁瑛, 慈鹏宇, 陈飞吉. 铝合金激光−CMT复合焊接熔滴特性研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(4): 368-371. doi: 10.12299/jsues.22-0331
MA Yubin, LIANG Ying, CI Pengyu, CHEN Feiji. Study on droplet characteristics of laser-CMT hybrid welding of aluminum alloy[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(4): 368-371. doi: 10.12299/jsues.22-0331
Citation: MA Yubin, LIANG Ying, CI Pengyu, CHEN Feiji. Study on droplet characteristics of laser-CMT hybrid welding of aluminum alloy[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(4): 368-371. doi: 10.12299/jsues.22-0331

铝合金激光−CMT复合焊接熔滴特性研究

doi: 10.12299/jsues.22-0331
基金项目: 上海市大学生创新活动计划项目资助(CS2105008)
详细信息
    作者简介:

    马煜斌(2002−),男,在读本科,研究方向为焊接工艺. E-mail:2979537872@qq.com

    通讯作者:

    梁 瑛(1986−),女,讲师,博士,研究方向为新型焊接工艺. E-mail:liangyinggabi@126.com

  • 中图分类号: TG456

Study on droplet characteristics of laser-CMT hybrid welding of aluminum alloy

  • 摘要: 搭建了铝合金激光−冷金属过渡(Cold Metal Transfer, CMT)复合焊接试验平台和高速摄像采集平台,研究铝合金激光−CMT焊接过程中的熔滴特性. 改变激光功率,获得不同焊接参数下CMT熔滴过渡的高速摄像图. 通过对比分析可知,在激光功率较小时,激光主要起到引导电弧作用,对CMT电弧影响较小,焊接过程较为稳定,能够获得良好焊缝成形. 当激光功率较大时,会影响CMT原有的短路过渡,造成熔滴飞溅等情况,导致焊缝成形较差. 结果表明: 保持焊丝和激光间距的有效距离和控制激光功率,是保证激光−CMT复合焊接过程稳定的关键.
  • 图  1  激光−CMT焊接过程示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of laser-CMT welding process

    图  2  激光−CMT复合焊接高速摄像系统

    Figure  2.  High speed camera system of laser-CMT hybrid welding

    图  3  激光功率为800 W时熔滴过渡形态

    Figure  3.  Droplet transition morphology at 800 W laser power

    图  4  激光功率为1200 W时熔滴过渡形态

    Figure  4.  Droplet transition morphology at 1200 W laser power

    图  5  激光功率为1500 W时熔滴过渡形态

    Figure  5.  Droplet transition morphology at 1500 W laser power

    图  6  不同激光功率下的焊缝成形

    Figure  6.  Weld forming under different laser powers

    表  1  母材Al6061和焊丝ER4043主要化学成分

    Table  1.   Chemical composition of Al6061 base metal and ER4043 filler material %

    材料
    Al60610.40−0.80< 0.70.15~0.40< 0.150.80~1.200.04~0.350.25< 0.15其余
    ER40435.600.800.300.050.050.100.02其余
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    表  2  激光−CMT焊接工艺参数

    Table  2.   Welding parameters of laser-CMT hybrid welding

    编号CMT焊接电流/A激光功率/W
    178800
    2781200
    3781500
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-07
  • 刊出日期:  2023-12-30

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