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6mm不锈钢(304)光纤激光焊接工艺的研究

胡亮  
【摘要】: 激光焊接中,因为激光的能量密度很高,能够形成深宽比较大的焊缝,并且焊缝热影响区小,焊缝美观等优点,在焊接领域得到了越来越广泛的应用。近几年来,随着大功率光纤激光器技术的不断成熟和产业化,使得以CO_2激光器为主导大功率激光器市场遭受到严峻的冲击和挑战。一时间各种各样的大功率光纤激光加工设备纷纷闯入人们的视眼,以光纤激光作为激光源的激光焊接技术逐渐成为人们研究的热点。 304不锈钢(0cr19Ni9)是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢,具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性。本文主要从光纤激光拼焊入手,采用正交实验方法对6mm不锈钢(304)进行了焊接实验,研究了工艺参数(包括激光功率、焊接速度和离焦量)变化对304不锈钢(0cr19Ni9)焊接结果的影响,结合激光深熔焊原理对实验结果进行了理论分析,并对焊接试件进行了拉伸试验,检测了焊接试件的拉伸性能,最终找出了6mm不锈钢(304)激光焊接的最佳工艺参数。 实验结果表明,用氦氩混合气体(1:1)作为保护气体,在光纤激光功率4000W,焊接速度35mm/s,焦点位置在工件表面下3mm处时,即使两块6mm厚不锈钢板(304)之间有0.3mm间隙,仍可获得满意的焊接效果。焊缝的拉伸强度与母材接近。 与此同时,本文还研究了一种新型的激光焊接设备——机器人激光焊接系统。该系统主要利用机器人的空间运动优势和光纤激光柔性传输的特点来实现复杂空间零件的三维焊接。本文对于该系统的控制系统做了详细的研究,其主要内容如下: (1)机器人激光焊接系统硬件系统的研究与设计。研究ABB4400工业机器人、IPG4000W光纤激光器、PRECITEC YW50焊接头等关键部件的结构、控制原理,分别对系统展开了冷却系统设计、气路系统设计,并提出在SIEMENS S7-300基础上,开发机器人激光焊接系统的中央控制单元。 (2)机器人激光焊接系统软件系统的研究与开发。通过分析该系统预期所达到的功能,在WINOOWS操作系统下采用面向对象的设计方法对系统的主控模块进行程序设计,并在WINCC FLEXIBLE平台上开发出了该系统的监控终端,实现了该系统的基本控制功能。


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1 陆斌锋;芦凤桂;唐新华;姚舜;;激光焊接工艺的现状与进展[J];焊接;2008年04期
2 张柏忠;;自动控制技术在不锈钢激光焊接中的应用[J];科学大众;2009年07期
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