Mit der Verbesserung der industriellen Produktionskapazität erhält eine effiziente, agile und umweltfreundliche Verarbeitungstechnologie immer mehr Aufmerksamkeit. Als hochwertiges, hochpräzises, verformungsarmes und hocheffizientes Schweißverfahren erfüllt das Laserschweißen nur die Anforderungen der Branche und wird immer häufiger in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, im Schiffbau und in anderen Bereichen eingesetzt. Schutzgas spielt bei vielen Faktoren, die das Laserschweißen beeinflussen, eine wichtige Rolle. In den letzten Jahren, mit der Geburt und Entwicklung von Hochleistungs-Faserlasern,Faserlaserschweißenwurde in der verarbeitenden Industrie, die durch Automobile repräsentiert wird, schnell populär gemacht. Faserlaser gehören zur Kategorie der Festkörperlaser mit einer Wellenlänge von 1070nm, die weit weniger als 10,6% des CO2-Lasers μ M-Wellenlänge beträgt. Aufgrund der unterschiedlichen Absorptionsverhältnisse von Materialien zu unterschiedlichen Wellenlängen des Lasers sind die Schweißeffekte von Faserlaser und CO2-Laser natürlich unterschiedlich. Die Erforschung von Schutzgas für das Faserlaserschweißen ist jedoch selten. Vor diesem Hintergrund wurde in diesem Beitrag eine Reihe von Abschirmgasparameterprüfungen mit Edelstahl durchgeführt, um das Verständnis vonEdelstahlfaser-Laserschweißen.
Das Testmaterial ist eine 3mm dicke SUS304 Edelstahlplatte. Die Schweißwärmequelle ist der ylr-6000 Faserlaser der Firma IPG in den Vereinigten Staaten mit einer maximalen Ausgangsleistung von 6kW und einem Strahldivergenzwinkel von 8mmmomrad. Die Arbeitsplattform ist ein kr60ha 6-DOF-Roboter der deutschen Firma KUKA. Der Innendurchmesser der Schutzgasdüse beträgt 4mm und die Höhe vom Werkstück beträgt 4mm. Um die Interferenz irrelevanter Faktoren auf dem Test zu reduzieren, werden einige Parameter als feste Werte eingestellt: Die Laserleistung beträgt 1kW, die Schweißgeschwindigkeit beträgt 1,5m · min-1, die Brennweite beträgt 250 mm, die Defokussierungsmenge 0 mm und das Schweißverfahren ist einseitig bestückt. Insgesamt wurden vier Gruppen von Versuchen durchgeführt, die waren: Gastypprüfung (AR, he und N2 wurden jeweils ausgewählt, um ihre Auswirkungen auf Edelstahl zu vergleichen), Gasmischungsverhältnistest (AR und he wurden in verschiedenen Anteilen gemischt, um die Auswirkungen auf die Morphologie und das Eindringen der Schweißoberfläche zu beobachten), Luftblaswinkeltest (die Auswirkungen verschiedener Luftblaswinkel auf das Eindringen) und der Test der Wirkung der Landeposition von Schutzgas (am Werkstück) bei der Schweißnahtbildung.
Wenn eines von AR, he oder N2 als Schutzgas verwendet wird, wird die Schweißnahtdurchdringung aufgrund des Einflusses der Gasionisationsenergie und der Plasmaerhaltungsschwelle in der Größenordnung von he>n2>ar angeordnet. Wenn der Gehalt an he im AR- und He-Gasgemisch höher ist oder der Gesamtdurchflusswert des Schutzgases größer ist, erhöht sich die Durchdringung entsprechend. Beeinflusst durch die Änderung des Strömungszustandes (laminare Strömung / turbulente Strömung) des Schutzgases auf der Werkstückoberfläche, nimmt die Schweißdurchdringung mit der Erhöhung des seitlichen Blaswinkels des Schutzgases ab. Mit der Änderung des relativen Abstands zwischen dem Abschirmgas-Tropfpunkt und dem Laserspot ändert sich die Durchdringung zwischen den zunehmenden und abnehmenden Trends; Der Maximalwert wird erreicht, wenn der Gasfallpunkt etwa ± 1,5 mm vom Punkt entfernt ist, und der Minimalwert wird in der Nähe des Ursprungs (Laserspot) erreicht.