TA2薄板电弧辅助激光高速焊接的焊缝成形稳定性

摘要

针对0.5 mm纯钛TA2薄板的电弧辅助激光焊高速焊接(Arc-assisted laser welding,AALW),建立自熔焊在全熔透条件下两种热源模式激光引导(Laserlading,LL)和电弧引导(Arcleading,AL),焊接参数变量与焊缝成形指标的较高精度非线性回归模型,分析AALW焊接参数变量对焊缝成形稳定性的影响。结果表明,在AALW高速焊接条件下,由于LL模式后置TIG电弧对熔池的扰动和铺展作用,LL模式的正面熔宽大于AL模式约13.5%,正面余高低于AL模式约7.5%。AL模式下,4个焊接主效应变量(激光功率P、焊接速度v、焊接电流I、热源间距D)单独变化对焊缝成形指标的影响较小,而v×D、I×D和P×D交互作用的变化对焊缝成形指标影响较大;LL模式下,焊缝成形指标受单个主效应变量的影响显著,而焊接参数变量之间交互作用的影响极不显著。结合实际工程应用,以最大背正比Rbw、最小正面熔宽W和最小背面余高H2作为优化目标,分析两种热源模式下优化的焊接参数范围;在优化的焊缝成形指标条件下,AL模式的背正比系数高于LL模式约12%,AL模式的优化焊接参数窗口范围的宽泛度比LL模式大7%。