激光鎢電極氬弧復(fù)合熱源焊的不銹鋼接頭形貌

激光焊、鎢電極氬弧焊與激光鎢電極氬弧復(fù)合熱源三種工藝條件下得到的接頭的宏觀形貌，可以看出，鎢電極氬弧和復(fù)合焊接熔合線過(guò)渡平穩(wěn)，激光焊熔合線底部有起伏。單獨(dú)鎢電極氬弧電弧作用吋，得到典型的熱導(dǎo)焊焊縫，焊縫熔池淺而寬，熔池底部比較平坦，熔深約為板材厚度的1/5左右，存在明顯的焊接變形。激光單獨(dú)作用時(shí)，焊接模式為熱傳導(dǎo)模式，熔池基本呈半球狀，熔深很小，僅為熔深板材厚度的1/5左右。當(dāng)鎢電極氬弧電弧與低功率脈沖激光復(fù)合后，焊縫熔深明顯增加，熔池下半部呈半球狀，接近熔池頂部的地方有明顯的喇叭口收邊，焊縫面積比兩種單一焊接的焊縫面積加起來(lái)還大，可見(jiàn)兩種熱源復(fù)合后產(chǎn)生了“1+1>2”的效果。

相同工藝條件下，不銹鋼板激光鎢電極氬弧復(fù)合對(duì)焊接的接頭宏觀形貌與堆焊結(jié)果基本一致，未見(jiàn)氣孔、裂紋等焊接缺陷。在該工藝條件下，不繡鋼板的對(duì)接接頭處未完全焊透，焊縫區(qū)以下明顯可見(jiàn)兩塊不銹鋼板對(duì)接的接縫，熔深占板材厚度的1/2左右。由于激光束的沖擊將焊縫區(qū)焊縫左側(cè)金屬融化完全且深度較深，焊縫區(qū)金屬并被壓向右側(cè)，隨著熔化金屬的冷卻，造成右側(cè)凸起，而左側(cè)下凹。激光作用熱影響的面積較小，熔深較深；電弧熱作用面積較大，熔深較淺。在較好的參數(shù)條件下，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度與母材強(qiáng)度相當(dāng)。

激光電弧復(fù)合熱源焊接熔深的增大由兩類不同的因素引起：首先是電弧的預(yù)熱，提升了材料表面的溫度，造成材料處于熔化狀態(tài)，這極大地提高了材料對(duì)激光的吸收率；其次是等離子體的增多，對(duì)電弧產(chǎn)生作用，在進(jìn)行焊接過(guò)程中電弧被激光形成的等離子吸附和壓縮，電弧體積收縮，電流密度顯著增大。一般來(lái)說(shuō)，焊接熔深隨著電弧收縮程度的增加而增加；在進(jìn)行實(shí)際焊接時(shí)，部分電弧進(jìn)入金屬蒸氣形成的小孔中，從而造成了深熔熱源現(xiàn)象的出現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，鎢電極氬弧單獨(dú)焊時(shí)存在強(qiáng)烈的電弧擺動(dòng)以及電極斑點(diǎn)飄逸，從而影響了焊縫表面成形的連續(xù)。在與激光結(jié)合使用時(shí)，電弧斑點(diǎn)被吸附到激光與材料作用的沖擊位置，電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象得到了有效改善。