CO2激光深熔焊接光致等离子体吸收及其控制

摘要

研究高功率密度CO2激光焊接过程中光致等离子体对入射激光的吸收以及侧吹辅助气体对等离子体控制的影响.采用准基模CO2激光束在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面进行扫描焊缝,通过光谱检测装置检测等离子体辐射谱线强度,从而计算等离子体对激光的吸收系数;采用侧吹喷嘴分别通CO2、N2 、Ar、He 4种气体压缩等离子体.研究结果表明,光致等离子体对入射激光能量的吸收损失高达20%;随着侧吹辅助气体流量的增加,焊缝呈现3个区间:当气体压力低于金属蒸汽压力时,焊缝为"酒杯"状,深宽比很小;当辅助气体操作压力稍高于金属蒸汽压力,等离子体可被有效控制从而获得最佳焊缝.