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激光焊接中起收弧工艺如何控制

  激光焊接作为一种高能束精密焊接技术,以其热输入低、焊接变形小、焊接速度快,自动化程度高等一系列优点,在工业领域应用越来越广泛。
金属激光焊接

  但是,在激光焊接时,若对起弧段和收弧段不进行特殊工艺处理,则由于机床或机器人等运动机构的加减速过程,在焊缝开始段容易出现“火柴头”形貌,焊缝结尾段容易出现弧坑凹陷,对焊缝外观整体均匀性有较大影响,而且收弧处的弧坑会降低焊缝强度,容易产生弧坑裂纹。且激光功率密度越大,此类现象越明显。

  因此,在实际生产过程中,需要对焊缝起弧和收弧段工艺进行特殊处理。若焊缝位置和条件允许,可通过添加引收弧板的方式来避免,但在实际批量生产中,此种方案不适用,且部分焊缝轨迹为封闭图形,焊缝起始和结束段均在焊缝中,所以需要通过优化焊接工艺参数来调整焊缝起弧收弧段形貌。

  可通过起收弧段激光功率控制和PWM控制来调整焊缝形貌,在起弧阶段,随着运动机构由静止加速至正常焊接速度,功率可以由低到高逐渐变化,在低速阶段功率较低,高速阶段功率较高,可以避免起弧处“火柴头”形貌;在收弧阶段,激光功率逐渐降低,可以减小焊接线能量密度,焊缝熔宽逐渐变窄,焊接过程中深熔小孔逐渐变浅,从而改善焊缝收弧处的弧坑形貌。

  所以通过控制激光功率缓升缓降,可以使焊缝起收弧处平滑过度,明显减小焊缝起弧点堆高和收弧处弧坑大小和凹陷。在此基础上,为了进一步对起弧段和结束段热输入量精确控制,可以再次对占空比或者调制频率随焊接速度变化进行缓升缓降优化。

  连续光激光器可进行连续焊接和调制模式焊接,激光功率实时可调。利用杰普特连续激光器监控软件,不仅可以实时监控激光器工作状态,而且可精确控制线能量密度,从而避免起弧处“火柴头”形貌。


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