激光倾斜角对铝合金焊点熔深的影响
铝合金激光焊接中的常见问题解决方法
铝合金激光焊接中的常见问题解决方法铝是较为活泼的金属，电离能低、导热性很高，表面极易形成难熔的Al2O3膜，在焊缝中容易形成未熔合、气孔、夹杂、热裂纹等缺陷，降低焊接接头的力学性能。
下面深圳市海维光电科技有限公司的小编就给大家介绍一下铝合金激光焊接中的常见问题解决方法。
为了实现激光对铝合金的焊接，可以从以下几个方面加以解决一些问题。
气体保护装置铝合金中低熔点元素损失影响最大的因素是气体从喷嘴喷出时的压力，通过减小喷嘴直径，增加气体压力和流速均可降低Mg、Zn等在焊接过程中的烧损，同时也可以增加熔深。
吹气方式有直吹和侧吹两种，还可以在焊件上下同时吹气，焊接中根据实际情况选择吹气方式。
表面处理铝合金对激光具有高反作用，对铝合金进行适当的表面预处理，如阳极氧化、电解抛光、喷沙处理、喷砂等方式，可以显著提高表面对光束能量的吸收。
研究表明，铝合金去除氧化膜后的结晶裂纹倾向比原始态铝合金大。
为了既不破坏铝合金表面状态，又能简化激光焊接工程工艺过程，可以采用焊前预处理的办法升高工件表面温度，以提高材料对激光的吸收率。
激光器参数焊接激光器分为脉冲激光器和连续激光器，脉冲激光器波长1064nm时光束特别集中，脉冲单点能量比连续激光器的大。
但是脉冲激光器的能量一般不超过，所以一般适用薄壁焊件。
脉冲模式焊接激光焊接时应选择合适的焊接波形，常用脉冲波形有方波、尖峰波、双峰波等，通常一个脉冲波时间以毫秒为单位，在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。
铝合金表面对光的反射率太高，当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60%-98%的激光能量因反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。
因此一般焊接铝合金时最优选择尖形波（见图 1 ）和双峰波，波形上升阶段是为提供较大的能量使铝合金熔化，一旦工件中“小孔”形成，开始进行深熔焊时，金属熔化后液态金属对激光的吸收率迅速增大，此时应迅速减小激光能量，以小功率进行焊接，以免造成飞溅。
激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施
激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施随着科技的发展，激光焊接技术在各个领域得到了广泛的应用，尤其是在金属材料的加工过程中。
激光焊接铝合金这一领域却面临着诸多挑战。
本文将从铝合金的特点、激光焊接的难点以及采取的工艺措施等方面进行详细的探讨。
一、铝合金的特点铝合金是一种具有优良性能的金属材料，它具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。
这些特点使得铝合金在航空、航天、汽车等领域具有广泛的应用前景。
铝合金的这些优点也给激光焊接带来了一定的难度。
铝合金的熔点较低，容易产生氧化膜，影响焊接质量。
铝合金的热导率较高，导致热量容易散失，需要采用较高的功率进行焊接。
铝合金的成分复杂，不同种类的铝合金之间存在化学成分差异，这也给激光焊接带来了一定的挑战。
二、激光焊接铝合金的难点1. 氧化膜的影响铝合金在加热过程中容易产生氧化膜，这层氧化膜不仅会影响焊缝的质量，还会导致气孔的产生。
因此，在激光焊接铝合金时，需要采取一定的措施去除氧化膜。
常用的方法有机械磨削、化学清洗和电化学清理等。
2. 热量散失问题铝合金的高热导率导致热量容易散失，这就需要在激光焊接过程中采用较高的功率进行加热。
过高的功率会导致焊缝过深，产生裂纹。
因此，在激光焊接铝合金时，需要寻找合适的功率平衡点。
3. 成分差异问题铝合金的成分复杂，不同种类的铝合金之间存在化学成分差异。
这就要求在激光焊接过程中，需要根据不同的铝合金种类选择合适的焊接参数和工艺措施。
还需要对铝合金的微观结构进行分析，以便更好地控制焊缝的形成和性能。
三、采取的工艺措施针对上述难点，本文提出以下几点工艺措施：1. 采用预处理方法去除氧化膜在激光焊接前，可以采用机械磨削、化学清洗和电化学清理等方法去除铝合金表面的氧化膜。
这样可以有效地减少氧化膜对焊缝质量的影响。
2. 调整激光功率平衡热量散失问题在激光焊接过程中，可以通过调整激光功率来平衡热量散失问题。
一般来说，随着激光功率的增加，焊缝深度也会增加。
焊接参数对铝合金激光_MIG电弧复合焊缝熔深的影响
1 试验方法
试验所用的母材为 5A06( LF6) 铝镁合金, 选用 的铝 合金 焊 丝为 加拿 大 Indalco 公 司生 产的 牌 号 5356 焊丝, 直径为 <1. 2 mm, 保护气体采用了氩气保 护。
为了减少试板间隙对焊缝成形的影响, 有利于
收稿日期: 2007- 05- 18 基金项目: 国家/ 十一五0 科技支 撑计划项 目( 2006BAF04B10) ; 黑龙
摘 要: 以 5A06( LF6) 铝合金 为研究 对象, 研究了 铝合金 激光 ) MIG 电弧 复合 焊( HYBRID 焊) 时焊接参数的 变化 对焊 缝熔 深的 影响 规律, 并 将 焊接 参数 的变 化 对激 光 ) MIG 电弧复合焊、MIG 电弧焊、激光焊的焊缝熔深的影响进 行了综合 比较分析。结 果表 明, 若以等效于激光焊熔深的 MIG 电弧功率 为分界线, 可以把 MIG 电弧的功 率分成高、 低能量两个区 , 当激光与低能量电弧区的 电弧复合 时, 激光对 焊缝的熔 深起主 导作用, HYBRID 焊的熔深大于该 区的 MIG 电弧 焊; 当激光 与高能量电弧区的 电弧复合时, 电弧 对焊缝的熔深起主导作用, HYBRID 焊缝主要体现为 MIG 焊缝的特点, 加入激光 的优势 主要体现在增加焊接速度方面, 即高速焊时也可 获得良好的焊缝成形。 关键词: 复合热源焊接; 铝合金焊接; 激光焊接; 电弧焊接 中图分类号: TG456. 7 文献标识码: A 文章编号: 0253- 360X( 2008) 06- 0013- 04
综合比较激光、电弧和激光 ) 电弧三种不同热源对 铝合金焊缝成形的差别, 试验采用了平板堆焊的试 验方法。在焊接方向的选择上, 考虑到激光与电弧 复合时如果激光位于电弧的后面, 易造成铝合金焊 缝表面 的污染, 为此激 光 ) MIG 电 弧复合 焊( HYBRID) 时, 采用了激光在电弧前的焊接方式, 如图 1 所示。
2mm铝片激光熔深检测标准
2mm铝片激光熔深检测标准
对于2mm铝片激光熔深检测标准，这通常会依赖于具体的材料性质、激光参数以及期望的焊接质量。
以下是一般的激光熔深检测标准：
1.激光束的功率和脉冲持续时间：这些参数决定了激光束在铝
片上产生的热量。
通过调整这些参数，可以控制熔深。
2.扫描速度：激光束在铝片上移动的速度。
如果速度太快，可
能无法产生足够的熔深；如果速度太慢，可能会过热并损坏材料。
3.光斑大小：激光束在铝片上聚焦的程度。
光斑大小会影响熔
深，较小的光斑可以产生较深的熔深。
4.离焦量：激光束与铝片表面的距离。
离焦量也会影响熔深，
通常需要调整到最佳值。
5.铝片的厚度和性质：铝片的厚度和性质会影响激光吸收率，
从而影响熔深。
6.检测方法：可以使用X射线荧光分析、超声波测厚仪、金相
显微镜等方法来检测激光熔深。
这些方法可以提供关于熔深、熔宽和余高的信息。
7.表面处理：铝片激光熔深后，表面会形成一层氧化膜，这会
影响测量结果的准确性。
因此，在进行检测前，需要对表面进行处理，如酸洗或机械清理。
以上是一般情况下的标准，具体标准可能因应用场景和设备不同而有所差异。
在进行激光熔深检测时，建议根据具体的材料和设备进行试验和优化。
铝合金激光焊接难点及解决对策
铝合金激光焊接难点及解决对策一、概述铝合金具有高比强度、高比模具和高疲劳强度以及良好的断裂韧性和较低的裂纹扩展率，同时还具有优良的成形工艺性和良好的抗腐蚀性。
因此，广泛应用于各种焊接结构和产品中。
传统的铝合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊工艺，但所面临的主要问题是焊接过程中较大的热输入使铝合金变形大，焊接速度慢，生产效率低。
由于焊接变形大，随后的矫正工作往往浪费大量的时间，增加了制造成本，影响了生产效率和生产质量，而激光焊接具有功率密度高、焊接热输入低、焊接热影响区小和焊接变形小等特点，使其在铝合金焊接领域受到格外的重视。
铝合金激光焊接的主要难点在于：1、铝合金对激光束的高初始反射率及其本身的高导热性，使铝合金在未熔化前对激光的吸收率低，“小孔”的诱导比较困难。
2、铝的电离能低，焊接过程中光致等离子体易于过程和扩散，使得焊接稳定性差。
3、铝合金激光焊接过程中容易产生气孔和热裂纹。
4、焊接过程中合金元素的烧损，使铝合金焊接接头的力学性能下降。
二、铝合金激光焊接的问题和对策1、铝合金对激光的吸收率问题材料对激光的吸收率由下式决定ε=0.365{ρ[1+β(т-20)]/λ}1/2式中ρ—铝合金20度的直流电阻率，Ω.Mβ—电阻温度系数，℃-1т—温度，℃λ—激光束的波长对于铝合金来说，吸收率是温度的函数，在铝合金表面熔化、汽化前。
由于铝合金对激光的高反射，吸收率将随温度的升高而缓慢增加，一旦铝合金表面熔化、汽化，对激光的吸收率就会迅速增加。
为提高铝合金对激光的吸收，可以采用以下方法：ü采取适当的表面预处理工艺表1所示为铝在原始表面（铣、车加工后）、电解抛光、喷砂（300目砂子）及阳极氧化（氧化层厚度u m级）4种表面状态下对入射光束能量的吸收情况。
由此可见，阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝对激光束的能量吸收。
另外，砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层及空气炉中氧化等表面预处理措施对激光束的吸收是有效的。
铝基复合材料激光焊工艺参数对焊缝成形和熔深的影响
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铝及铝合金激光焊接技术
铝及铝合金激光焊接技术(Laser Welding)是近十几年来发展起来的一项新技术，与传统焊接工艺相比，它具有功能强、可靠性高、无需真空条件及效率高等特点。
其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点，特别对热处理铝合金有较大的应用优势。
可提升加工速度并极大地降低热输入，从而可提升生产效率，改善焊接质量。
在焊接高强度大厚度铝合金时，传统的焊接方法根本不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔，发生匙孔效应，则可以得到实现。
激光焊接铝合金有以下优点：①能量密度高，热输入低，热变形量小，熔化区和热影响区窄而熔深大；②冷却速度高而得到微细焊缝组织，接头性能优良；③与接触焊相比，激光焊不用电极，所以减少了工时和成本；④不需要电子束焊时的真空气氛，且保护气和压力可选择，被焊工件的形状不受电磁影响，不产生X射线；⑤可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接；⑥激光可用光导纤维进行远距离的传输，从而使工艺适应性好，配合计算机和机械手，可实现焊接过程的自动化与精密控制。
现在应用的激光器主要是CO2和YAG激光器，CO2激光器功率大，关于要求大功率的厚板焊接比较合适。
但铝合金表面对CO2激光束的汲取率比较小，在焊接过程中造成大量的能量损失。
YAG激光一般功率比较小，铝合金表面对YAG激光束的汲取率相对CO2激光较大，可用光导纤维传导，适应性强，工艺安排简单等。
在焊接大厚度铝合金时，传统的焊接方法根本不可能单道焊透，而激光深熔焊时形成大深度的匙孔，发生匙孔效应，则可以得到实现。
图3为激光焊接时的小孔形状。
图4为激光深熔焊示意图。
铝及铝合金的激光焊接难点在于铝及铝合金对辐射能的汲取很弱,对CO2激光束(波长为10. 6μm)表面初始汲取率1. 7 %；对YAG 激光束(波长为1. 06μm)汲取率接近5 %。
图5为不同金属对激光的汲取率。
比较复杂,高频引弧时引起电极烧损和电弧摆动，起弧后稳定性不强，同时在电弧的高温状态下，电极迅速烧损。
激光焊接体能量及对焊缝熔深的影响
范参数的变化。 (源自：中国焊接协会) 2 焊接体能量对焊缝熔深的影响试 验条件实验用的激光器为额定功率为2 kW的Nd:YAG固体 激光器，输出波长为1.06 μm的连续波激光，激光束由内 径为0.6 mm的光纤传输，经焦距为200 mm的透镜聚焦输 出激光束焦点半径为0.3 mm，工件为250×100×1.8 mm 的Q235钢板，同轴保护气为Ar气。本文的主要目的在于 研究焊接体能量对焊缝熔深的影响，因此为了减少接头 形式及其尺寸等因素的影响，实验采用Nd:YAG激光平板 堆焊，深熔焊接模式，并且只测
量工件未焊透时的焊缝熔深。通过激光功率、焊接速度、 离焦量的离散变化实现了焊接体能量的变化。实验过程 中的焊接规范参数变化如表1所示。焊接体能量对焊缝熔 深的影响焊接体能量与激光功率呈正比，激光功率密度 随着激光功率增大而增大，焊接体能量也随之增大。因 而在单位时间内将有更多的激光束能量辐照到小孔底部， 激光束对孔底的辐照加热作用增强，孔底蒸发的材料越 多，焊缝熔深也就越深。如图2a所示。焊接体能量与焊 接速度呈反比关系，随着焊接速度的加快，激光束对小 孔的辐照时间越短，辐照在小孔内的焊接体能量就越小， 则孔底蒸发
铝合金激光焊接的研究介绍
TEM测试
13
案例：6061铝合金激光焊接
6.实验结论
（1）.表面状态对增加低功率铝合金激光焊接的吸光性能及熔深 有一定的作用，但也会带来较多的气孔缺陷；
（2）.焊接参数对焊缝熔深有一定的影响；
（3）.高功率激光焊接接头的硬度明显降低，焊缝力学性能下降， 表现为焊缝的软化； （4）.采用不同的固溶温度及时效温度，对高功率激光焊接接头 进行人工时效，可以降低接头的软化效果。
铝合金激光焊接的研究 介绍
北京工业大学 杨勇维
2015年6月3日
1 2 3
铝合金激光焊基础 案例：6061铝合金激光焊接 铝合金激光焊的研究进展
一、铝合金激光焊基础
原理：利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效 精密焊接方法。 按焊接熔池形成的机理区分，激光焊接有两种基 本模式： 1.热导焊 2.深熔焊
一、铝合金激光焊基础
焊缝熔深较大 能量密度高 总的热输入较小 材料热损伤小 冶金结合强度高
优势
变形较小 接头成形好 焊缝晶粒细小
残余应力小 强度提高
焊接速度快
大规模引入机器人焊接，易实现自动化
一、铝合金激光焊基础
较高初始反射率 反射效应 等离子体屏蔽效应 CO2初始反射率 高达97% 能量损耗高
ห้องสมุดไป่ตู้ 案例：6061铝合金激光焊接
5.焊后时效对焊接接头组织及力学性能的影响
焊缝组织 焊后人工时效，只改变接头中的析出相的种 类及数量，不改变接头的晶粒形态与大小；
450℃*6h+180℃*6h:平均约为60HV，明显低于母材； 显微硬度 时效结果 DSC分析 530℃*6h+180℃*6h:平均约为75HV，与母材接近； 530℃*6h+160℃/200 ℃ *6h:平均约为50HV； 1.180 ℃为一个比较合适的时效温度； 2.不同时效温度，时效不足与过时效均为降 低焊缝力学性能； 530℃*6h+180℃*6h时效后，焊缝中存在 大量的30-50纳米左右，直径几个纳米的 针状β "相，起强化作用。
激光焊接体能量及对焊缝熔深的影响课件
激光焊接工艺参数优化实验
03Байду номын сангаас
研究
实验材料与方法
材料
选用XX型号的钢材，其化学成分和机械性能分别符合 GB/T 1591-2008和GB/T 228-2002标准规定。
方法
采用XX激光焊接机，通过控制激光功率、焊接速度、 离焦量等工艺参数，进行多组实验。
实验结果分析
01 激光功率对熔深的影响
随着激光功率的增加，熔深逐渐增大。当激光功 率达到一定值时，熔深增加速度变缓。
• 参考文献4：在激光焊接过程中，为了获得高质量、高熔深的焊缝，通常需要 对激光焊接过程进行实时监测和控制。例如，可以采用激光束能量监测装置、 光学显微镜、红外线热像仪等设备对激光焊接过程进行监测和控制。这些设备 的引入和应用不仅可以提高激光焊接的质量和效率，还可以为进一步研究和优 化激光焊接工艺提供有力的技术支持。
01
激光焊接过程中，随着激光功率的增加，熔化深度会逐渐增加
。
凝固速度
02
凝固速度是指熔化金属冷却的速度，它与熔化深度密切相关。
相变温度
03
相变温度是指材料发生相变的温度，它对焊接熔深和熔宽有着
重要影响。
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扫描速度对焊缝熔深的影响
扫描速度是激光焊接过程中控制热输入的另一个重要因素。 随着扫描速度的增加，焊缝熔深会减小。这是因为增加扫描 速度会导致热输入减小，使材料更难以熔化。
扫描速度对焊缝熔深的影响在厚板材料焊接中尤为显著。在 厚板材料焊接过程中，较低的扫描速度可以产生更深的焊缝 和更窄的热影响区。
02 焊接速度对熔深的影响
随着焊接速度的增加，熔深逐渐减小。当焊接速 度过快时，熔池不稳定，影响焊缝质量。
铝合金双光束激光焊接过程稳定性分析_杨海锋
Fig. 2
图 2 不同光束模式下焊缝表面成形 Appearance of weld in different laser beam patterns（ P = 5． 5 kW，v = 1． 5 m / min，Def = + 4 mm）
图 5 熔深波动 Fig. 5 Fluctuation level of penetration
图 1 试验工作原理 Fig. 1 Schematic diagram of double laser beam welding
2 试验结果及分析
2． 1 焊缝成形 2． 1． 1 焊缝表面成形
金属母材在高能密度的激光照射下蒸发形成匙 孔，由于铝合金熔点低、黏度小、导热率高等特性，在 焊接过程中匙孔一直剧烈振动，匙孔周围的液态金
图 14 等离子体变化特征及对应的气孔率 Fig. 14 Characteristics of plasma and porosity of corre-
sponding weld
相同熔深下比较焊接过程的稳定性在工程应用 上具有更大的意义． 比较熔深分别为 3． 5 mm 和 5． 0
第6 期
杨海锋，等： 铝合金Fig. 7 Porosity rate under action of different laser power
图 9 典型的匙孔形貌 Fig. 9 Typical keyhole morphology
图 8 最大气孔尺寸随功率的变化 Fig. 8 Maximum pore under action of different laser power
图 3 焊缝表面波动 Fig. 3 Fluctuation level of appearance of weld
激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施
激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施大家好，今天我们来聊聊激光焊接铝合金这个话题。
咱们得明确一点，激光焊接铝合金可不是一件容易的事情。
它就像是谈恋爱一样，需要双方共同努力才能取得成功。
那么，激光焊接铝合金的难点在哪里呢？又该采取哪些工艺措施呢？别着急，我一一给大家讲解。
一、激光焊接铝合金的难点1.1 铝合金的高反射率咱们先来说说铝合金的特点。
铝合金是由铝、铜、镁、锰等金属组成的合金，具有轻质、耐腐蚀、导热性能好等特点。
但是，铝合金的高反射率却是一个让人头疼的问题。
这就意味着，激光在照射到铝合金表面时，很难被吸收，从而影响了焊接的效果。
1.2 铝合金的热传导性能差除了高反射率，铝合金还有一个问题，那就是热传导性能差。
这意味着，当激光照射到铝合金表面时，热量很难迅速传递到熔池中，导致焊接速度慢，效率低。
二、采取的工艺措施2.1 优化激光参数针对铝合金的高反射率和热传导性能差的问题，我们可以采取优化激光参数的方法。
具体来说，就是调整激光功率、脉冲宽度、频率等参数，使得激光能够更好地吸收铝合金表面的热量，提高焊接速度和效率。
2.2 采用预处理方法除了优化激光参数外，我们还可以采用预处理方法来提高焊接效果。
预处理方法包括清洗、去氧化皮、打磨等步骤，旨在去除铝合金表面的杂质和氧化层，提高光束吸收率，从而改善焊接效果。
2.3 选择合适的焊接工艺针对铝合金的特点，我们还可以选择合适的焊接工艺。
常见的焊接工艺有手工电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
不同的焊接工艺有不同的优缺点，我们需要根据具体情况选择最适合的焊接工艺，以提高焊接质量和效率。
三、总结总的来说，激光焊接铝合金虽然存在一些难点，但只要我们采取合理的工艺措施，还是可以取得理想的焊接效果的。
就像谈恋爱一样，只要双方共同努力，克服困难，就一定能够走到一起。
希望我的讲解对大家有所帮助，谢谢大家！。
影响激光焊接熔深的六大因素
激光焊接：是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。
激光深熔焊接作为激光焊接的两种基本模式之一(另一为热传导焊接)，其应用越来越广泛。
深熔，或称作深度穿透焊接。
常见于以高激光功率焊接较厚的材料。
在深熔焊接中，激光聚焦在一起从而在工件上形成极高的功率密度。
事实上，激光束聚焦的部位会使金属气化，令金属熔池中出现一个盲孔(即深熔孔)。
金属蒸气压力会挡住周围熔化的金属，使盲孔在焊接过程中始终处于开口状态。
激光功率主要在蒸气与熔体边界和深熔孔壁处被熔体吸收。
聚焦的激光束和深熔孔沿焊接轨迹持续移动。
焊接材料在深熔孔前方熔化，并在后面重新凝固形成焊缝。
其影响激光深熔焊接效果的因素有：1、激光功率密度进行深熔焊接的前提是聚焦激光光斑，使其拥有足够高的功率密度，因此激光功率密度对焊缝成形有决定性的影响。
激光功率同时控制着熔透深度与焊接速度。
对一定直径的激光束，当增大激光功率时，熔深加深，焊接速度加快。
对达到一定焊接熔深的激光功率一般存在临界值，达到这个临界值时，熔池剧烈沸腾，超过时则熔深会急剧减少。
另外，由于金属蒸气的作用力，熔池内会形成小孔，而小孔正是深熔焊接实现的关键。
焦斑功率密度不仅与激光功率成正比，还与激光束和聚焦光路参数有关。
2、焊接速度在深熔焊接进行过程中，焊接速度与熔深成反比。
在保持激光功率不变的情况下，如提高焊接速度，热输入就会下降，熔深也会减小。
因此，适当降低焊接速度可加大熔深，但速度太低又会导致材料过度熔化，出现工件焊穿现象。
故针对特定激光功率和特定厚度、种类的材料，都有一个获得最大熔深的合适焊接速度范围。
3、焦点位置深熔焊接时，为保持足够的功率密度，焦点位置至关重要。
焦点与工件表面相对位置的变化直接影响焊缝宽度与深度，只有焦点位于工件表面内合适的位置，所得焊缝才能形成平行断面, 并获得最大熔深。
4、保护气体保护气体的作用有两点：1)排除焊接局部区域的空气，保护工作表面不被氧化;2)抑制高功率激光焊接时产生等离子云。
焊枪后倾角对铝合金自动焊缝外观及质量的影响
焊枪后倾角对铝合金自动焊缝外观及质量的影响1. 概述随着中国高铁的快速发展，铝合金材料已成为高速动车组车全体的主要原材料，特别是长大铝合金型材广泛应用于铝合金车体结构。
为提高生产效率并得到稳定的焊接质量，目前各铁路主机厂均采用MIG自动焊工艺进行铝合金型材的焊接。
在编制自动焊接程序时，除去电流电压等常规焊接参数外，焊枪后倾角的设置值通常都参考自动焊设备供应商提供的参考值。
而不同的自动焊设备品牌，焊枪结构不同，焊枪后倾角设置参考值也不相同。
本文以15°自动焊枪的后倾角为研究对象，通过试验研究不同后倾角对焊缝成形及焊接质量的影响，找出最佳焊枪后倾角，为自动焊编程提供技术支持。
2. 试验设计在高速列车车体制造过程中，采用自动焊接的焊缝型式主要有对接焊缝和搭接角焊缝。
以CRH380D型动车组车体为例，每个车体中采用自动焊接的焊缝长度约为1100m，其中对接焊缝约为950m，占自动焊接焊缝的80%多。
因而在本试验设计中以自动焊接的铝合金对接焊缝为试验载体，将15°自动焊的后倾角，如图1所示，即焊枪与母材之间的夹角作为研究对象，研究其与焊缝成形及焊接质量的关系。
在试验中，与实际生产情况相对应，试验针对4V对接焊缝有0mm间隙及1.0~2.0mm间隙两种情况进行，接头准备及施焊草图如图2所示。
针对每一种情况，采用激光跟踪，焊枪相对于工件的距离不变，焊接工艺规范设定值固定不变。
设计试验条件如下：第一，整理者郭晓炜是马游人，其曾祖父是1950年代几次梅葛收集记录时最主要的唱述者，而且，郭晓炜成长的八九十年代，梅葛在生活和习俗中，还保留了很多较为原始的形态。
所以，尽管后来他到云艺学音乐作曲，成了专业的音乐人，但梅葛基本上是他的母语文化，所以，整个收集、翻译工作不存在语言障碍。
郭晓炜说，他做的这个版本，不存在因为语言和翻译带来的误读。
焊接间隙为1.0~2.0mm之间时，焊枪后倾角初始值为93°，以3°步幅变化，共计进行10组试验，试件编号分别为1~10。
激光焊接角度
激光焊接角度激光焊接角度是指激光焊接过程中激光束和被焊接材料表面垂直方向的夹角，也可以理解为激光束与焊缝轴线的夹角。
激光焊接角度的选择对焊缝质量和焊接效率有重要影响，下面就激光焊接角度的选择和影响进行详细介绍。
激光焊接角度选择的原则是：应根据被焊接材料的类型、厚度、加热速度、激光功率等因素选定合适的焊接角度，以保证焊缝的质量和焊接效率。
一般来讲，激光焊接角度越小，焊缝的深度和宽度就越小，焊接速度也就越快，但是会增加焊接变形和焊接质量不稳定的风险；反之，激光焊接角度越大，焊缝的深度和宽度就越大，但是焊接速度就越慢，而且焊缝的受热区域也会增大，容易引起裂纹等质量问题。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行选择。
激光焊接角度的影响主要有以下几个方面：1. 焊缝质量：激光焊接角度的选择直接影响焊缝的质量，焊接角度过大或者过小都会引起焊缝质量问题。
一般来说，合适的焊接角度可以减小焊缝的残余应力和变形，增加焊缝的强度和耐腐蚀性能。
2. 焊接速度：激光焊接角度的选择还影响焊接速度。
一般来说，激光焊接角度越小，焊接速度就越快；反之，激光焊接角度越大，焊接速度就越慢。
3. 加热范围：激光焊接角度的选择还会影响焊缝的加热范围，激光束在焊接过程中的作用范围。
一般来说，激光焊接角度越小，激光束的作用范围越小，焊缝的受热区域也就越小；反之，激光焊接角度越大，激光束的作用范围越大，焊缝的受热区域也就越大。
总之，激光焊接角度的选择是一个非常重要的参数，需要根据被焊接材料的类型、厚度、加热速度、激光功率等因素进行合理选择，以保证焊缝质量和焊接效率。
在实际应用中，可以通过试验和模拟等方法进行优化选择。
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响一、激光焊接原理激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
功率密度小于104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。
其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。
用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。
下面重点介绍激光深熔焊接的原理。
激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。
在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。
这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500℃左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。
小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。
孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。
光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。
就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。
上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。
二、激光深熔焊接的主要工艺参数1. 激光功率激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。
激光焊焊角高设计
激光焊焊角高设计
激光焊焊角高设计是指在激光焊接过程中，通过改变焊缝的角度，来提高焊接质量和效率。
激光焊接是一种高能量密度焊接技术，通过将激光束聚焦到焊接区域，使金属材料迅速加热并熔化，达到焊接的目的。
在激光焊接过程中，焊接角度的选择对焊接质量和效率有着重要影响。
首先，激光焊接角度要能够确保焊接接头处的温度均匀、熔池稳定。
如果焊接角度不适当，会导致激光束在焊接区域出现不均匀加热，使得焊接接头处温度分布不均，影响焊接质量。
其次，激光焊接角度还要考虑到焊接速度和焊接能量的匹配。
如果焊接角度过大，会导致焊接速度降低，造成焊接时间增加，影响焊接效率。
而如果焊接角度过小，会使焊接能量无法完全利用，影响焊接质量。
因此，在激光焊接中，需要根据具体的焊接材料和要求，结合实际情况选择合适的焊接角度，以保证焊接质量和效率的最佳匹配。
同时，还可以通过实验和仿真等方法进行优化设计，以获取更好的焊接结果。
铝合金的激光焊质量保障措施
铝合金的激光焊质量保障措施铝合金的激光焊质量保障措施1、铝合金应用特性铝合金因材质轻，耐腐蚀，低温性能和机械综合性能好而广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业等众多领域。
随着近年国家对节能经济的追求，铝合金的需要又上了一个台阶。
目前，汽车行业中适用铝合金主要有Al-Mg（5000系列）、Al-Mg-Si （6000系列）及Al-Mg-Zn（7000系列）三大系列，汽车外壳多用耐蚀可焊的5000系合金，而梁柱等强度要求较高的部位则用6000系或7000系合金。
研究表明，采用铝合金材料适当减轻汽车的重量可以把油耗降低37%；悬挂装置的负荷降低18%；振动强度降低5%。
在各大汽车厂加大对铝合金加工研发与制造投入的同时，铝合金的焊接又成为一个不得不解决好的基础问题。
2、铝合金的焊接特性目前，主要采用TIG焊、MIG焊等常规方法来焊接铝合金。
采用常规方法焊接，热输入量大导致焊缝宽大且熔深较浅，铝合金导热快，冶金时高温溶解大量的氢来不及溢出产生氢气孔（溶入熔池中的氢析出形成的气孔，称为冶金气孔；未完全熔化的氧化膜中的水分因受热分解析出氢形成的气孔，称为氧化膜气孔）；由于冶金速度快焊缝金属晶粒粗大，焊接接头软化可使强度减少达到40%；铝合金熔点低而导热快，熔融金属流动性差而使焊缝成型不美观；受热面积大，加工材料容易变形而影响加工尺寸精度。
铝合金常规焊接质量难以保障，且焊接速度难以满足批量生产要求。
随着激光加工应用普及化水平的提升，采用激光焊接铝合金，热输入量小且热源集中，特别是光纤激光器问世后，激光焊接铝合金的能量密度更加集中，激光波长更短，高反射得到改善。
通过激光填丝，激光-MIG复合焊，双光斑激光焊等工艺，可明显改善铝合金焊接的成型效果，且焊接质量得到改善。
无论是何种焊接方法，铝合金焊接前准备工作是必不可少的，对铝合金的焊接质量影响很大。
焊接前对铝合金件表面进行无水酒精或丙酮擦试，以清除表面所吸附的水或油等杂质。
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图 ６ 拉力与激光倾斜角的关系
图５ 焊缝 中心至母材区硬度 值变化趋 势图
Ｆｉ ｇ． ５ Ｔｒ ｅ ｎ ｄ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｏ ｆ ｈ ａ ｒ ｄ ｎｅ ｓ ｓ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
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达到 ４ ０ 。 时， 焊点 根部 气孔 现象 得 到改善 ） 焊点 Ｈ Ａ Ｚ处 的硬 度 要 稍 高 于 母 材 和 焊 点 中
Ｃ 区。
晶粒细 小 ， 细 晶强 化 的结 果 ， 另 母 材 和焊 点 的 硬 度值 没 有 明显变 化 。 铝 合 金 的 Ｈ Ａ Ｚ较 小 ， 激 光 倾 斜 角对
达到 １ ５ Ｎ。倾 斜 角 大 于 ４ ０ 。 时， 虽 然 孔 洞 裂 纹 明显 减 少， 但 是 由于溶 深也 明显 变小 ， 故拉 力也会 逐 渐减小 。
［ ５ ］宋东 风， 胡绳荪 ， 马力． 铝合金激光焊接 技术 的发展 现状 ［ Ｊ ］ ． 电焊
机， ２ ０ ０ ４ ， ３ ４ （ ９ ） ： １— ３ ．
３ 结 论
１ ） 激 光倾 斜角 度 大 于 １ ０ ０ 时， 焊 点 形 态 随着 激 光
２ Ｏ一２ ３ ．
束偏 移方 向发 生偏 移 ； ２ ） 焊点 直 径 和 有 效结 合 面 的直 径 随激 光 倾 斜 角 增 大而 增大 ， 激 光倾斜 角度 ４ ０ 。 时， 焊 点 及有 效 结合 面 最 大 。焊点 熔 深 和 有效 熔 深 随 激 光倾 斜 角 增 大 而 减
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（ 下转 第 ６ ０页）
有 色 金 属 加 工
第４ ４卷
； 驱 动每 个压下 螺丝 所需 的功率 Ⅳ ：
￡ ‘钾ｎ 。
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／ Ｕ Ｊ
３ ． ６ 压 下 速度 Ｖ的核 算
；
Ｖ ＝ １
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小， 大于 ６ ０ 。 时， 其 有效 焊接熔 深 降为零 。
［ ９ ］边美华 ， 许 先果 ． 铝合 金复合 焊 接技术 的 发展现 状 ［ Ｊ ］ ． 电焊 机 ，
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［ １ ０ ］齐 向前 ， 李玉 昌． 铝 合金激 光焊接 技术特 性 ［ Ｊ ］ ． 焊接 技术 ， ２ ０ ０ ５
术， ２ ０ １ １ （ １ １ ） ： ４ ６ ．
却的过程 ， 因此 Ｍ ｇ在焊接过程 中烧损严重 ， 焊速越
慢， 烧 损 越严 重 ， 故Ａ １ 一 Ｍｇ 合 金 易产 生 孔洞 ， 而 孔 洞 的 出现 也会 直 接影 响 焊 点 拉 力 。图 ６为 不 同激 光 束 倾 斜 角度 下焊点 拉力 变化 ， 拉 力 的变化 趋 势 和熔 深 变 化 趋 势一致 。由 于孔 洞 、 裂 纹 的存 在 ， 最 大拉 力 值 也 只
参 考文 献
［ １ ］ 余海燕 ， 孙 成智 ， 陈 关龙 等． 新 型骨 架式 轿车 车身 开发 研究 进展
［ Ｊ ］ ． 机 械设 计 与研 究 ， ２ ０ ０ ３， １ ９ （ ５ ） ： ７ ５— ７ ７ ．
２ ． ３ 焊点 拉力 Ａ １ 一 Ｍｇ合金 中 ， Ｍｇ和 Ａ ｌ 的 沸 点分 别 是 １ ０ ９ ０ ￣ Ｃ和 ２ ４ ６ ７ ￣ Ｃ， 相差 １ ３ ７ ７ ￣ Ｃ， 激 光 焊 接 是 一 个 瞬 时加 热 和 冷
式中， ｉ 为 从 电机至 压下 螺丝 间 的速 比 ； － ｑ 。 为压 下 传 动装 置 总的传 动效率 ； ｎ为 电机转 速 ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。 初选 ｉ ＝１ ６ ． ３ ９ ， ｏ＝ ０ ． ９ ， ｎ＝ １ ５ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ； 代 入 计算 得 出 ＭＤ ｛ ＝ ８ ９ ． ２ ８ ２ Ｎ・ ｉ ｎ ， Ｎ＝１ ３ ． ７ ４ ｋ Ｗ（ 驱动 ２
２ ２
有 色 金 属 加 工
第４ ４卷
２ ． ２ 焊点硬 度
３ ） 焊点拉力变化与熔深变化一致 ， 随着激光倾斜
角 增大 ， 焊 点拉 力 也 逐 渐 减 小 ， 虽 然 当 激 光倾 斜 角 度
图 ５是不 同激 光 人 射 角 焊 接 试 样 从 焊 点 中 心 至
母 材 的硬 度值 变化趋 势 图 。由图 ５可见 ， 焊点 Ｈ Ａ Ｚ处 的硬 度要 稍 高 于母 材 和 焊 点 中心 区 ， 这 是 由于 Ｈ Ａ Ｚ
Ｆ ｉ ｇ ． ６ Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｔ ｉ ｈ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ
ｆ ｒ ｏ ｍ ｗ ｅ ｌ ｄ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｔ ｏ ｂ ａ ｓ ｅ ｍｅ ｔ ａ ｌ