【摘 要】
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激光焊接由于其焊接速度快、焊缝深度大、材料变形小、设备简单、焊接难熔材料、可控性高等优势广泛运用于现代工业的各类加工中。激光焊接中,激光束通过聚焦头聚焦到工件表
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激光焊接由于其焊接速度快、焊缝深度大、材料变形小、设备简单、焊接难熔材料、可控性高等优势广泛运用于现代工业的各类加工中。激光焊接中,激光束通过聚焦头聚焦到工件表面。良好的激光聚焦特性是获得高质量焊缝的关键。由于激光光斑直径很小,热作用区域小,传统焊接时激光光束必须同时照射到接口两侧的母材,因而要求接口间隙小于光斑直径,且接口两侧的母材应平整,否则容易产生焊接错位。因此对新型激光头的研制并改进激光的聚焦特性,对于推进激光焊接技术的广泛应用和冶金制造业的发展具有重要意义。为解决这一问题,本文在深入了解激光深熔焊原理和工艺的基础上,分析了影响激光焊接质量的各种因素,对国外在改进激光聚焦特性方面的研究进行了系统深入的调研,分析了震动焦点、双焦点、旋转焦点等新型焊接技术的优点,并在对光束的传输特性及离轴抛面反射镜对焦点特性的影响进行一定研究的基础上,自行进行了光路设计和机械设计,研制了焦点偏心回转的激光头,并提出了两套实施方案。在该激光头中,安装了通保护气流的喷嘴,提高对焊缝的保护效果并防止金属飞溅和金属蒸气污染透镜或抛物镜面。同时,该保护气流喷嘴喷出的气流还能对等离子体进行有效控制,减少等离子体对激光功率的吸收和折射,提高激光功率的使用效率。
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