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匙孔内光纤激光致喷发蒸汽对焊接过程的影响

         
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光纤激光深熔焊接羽辉由匙孔内激光致蒸汽喷发所致,对焊接过程存在严重的负面影响.文中通过改变匙孔内激光致蒸汽的喷发特征,研究羽辉对光纤激光深熔焊接过程的影响规律.结果表明,随着焊接速度的提高,沿焊接方向的匙孔口长度逐渐增大,匙孔前壁的倾斜角则逐渐减小.该现象导致孔内激光致喷发蒸汽的特征发生变化:底部摆动羽辉的喷发方向逐渐沿焊接反方向偏离激光束,狭长形羽辉的高度则逐渐降低直至消失;羽辉对焊接熔深的负面影响也逐渐减小直至消失,但飞溅数量逐渐增多,焊缝表面成形则逐渐恶化.进一步分析表明,匙孔前壁激光致蒸汽的喷发方向变化是底部摆动羽辉的喷发方向和狭长形羽辉高度均发生改变的主要原因;提高焊接速度可降低羽辉对焊接过程的负面影响,但匙孔前壁激光致蒸汽对匙孔后壁的冲击作用将导致孔口沿焊接方向的长度变大、飞溅增多、焊缝表面成形质量变差.创新点:(1)原位观测了不同焊接速度下羽辉和匙孔的形态,获得了底部摆动羽辉、狭长形羽辉随焊接速度的变化规律及其影响焊接过程的规律.(2)基于匙孔内激光致蒸汽喷发方向和匙孔前壁倾斜角度的变化,揭示了底部摆动羽辉和狭长形羽辉形态发生变化的原因.(3)分别揭示了底部摆动羽辉和狭长形羽辉对焊接过程的影响,为光纤激光焊接羽辉的控制及光纤激光焊接技术的优化奠定了基础.

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