硕士毕业论文外加电场下低功率钇铝石榴石激光焊接机理分析
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论文类型：硕士毕业论文论文字数：60000字论点：激光,电弧,复合论文概述：
本文从焊缝表面形貌、熔深、焊接等离子体形态、等离子体光谱等度入手对比了有无外加电场下，TIG焊接、低功率YAG激光悍接及其复合焊接的变化，并在此基础上分析了外加电场对TIG焊接
论文正文：
第一章是介绍
1.1激光+电弧混合热源焊接技术
1.1.1激光+电弧混合热源端口连接技术1801年提出
杜威发现了电弧放电现象，这是现代对接技术的起点。1920年，英国全尺寸船下水使用。电弧焊(Arc welding)是一种利用高温电弧将焊接金属熔化并熔合成焊接接头的焊接方法。它的本质是气体放电。这种低能量密度的电弧焊技术已经发展成为一种成熟的金属连接技术，并广泛应用于工业生产[1】。今天，弧焊技术仍活跃在工业生产阶段，因为它具有以下优点:生产成本低(能量利用率可达到输入功率的60%以上)、工装要求低、桥接能力强(焊接工件的平面度和间隙要求不严格)、烘烤件厚度大。然而，随着现代工业的发展，电弧保护的焊接速度慢、熔化深度低、深宽比小、热影响区大等缺点限制了其在工业生产中的广泛应用。激光是一种高能量密度的高能光束，在打标、钻孔、雕刻、微加工、材料切割、焊接等领域受到广泛关注。因为它进入了工业生产领域。西奥多·梅曼(Theodore Maiman)在1960年发明了第一台激光[2]，对激光与材料相互作用以及激光在材料加工领域的应用的研究始于1963年。激光焊接，即激光束照射材料，使其表面在高温下熔化成液态，然后冷却固化的封闭方法。激光作为一种高能光束，具有深宽比大、焊接接头残余应力低、焊接速度快的优点。经过几十年的发展，激光已经成为21世纪的先进焊接技术。然而，激光焊接技术存在焊接成本高、光束能量利用率低、不适合焊接较厚的板材等缺点，极大地限制了其广泛应用。
针对电弧焊和激光焊接的优缺点，一种新的复合焊接技术——激光+电弧复合热源焊接技术应运而生。激光+电弧复合热源焊接技术的发展经历了三个阶段。第一阶段是激光+电弧复合热源焊接技术的发明阶段，由英国学者SteenW提出。我在20世纪70年代末。Steen W.M .研究了激光与电弧相互作用的基本特性。激光+电弧复合热源技术的第二阶段始于20世纪80年代中期。结果表明，激光会影响电弧柱行为，提高电弧热烫效果，从而促进电弧热烫技术的发展。激光+电弧复合热源技术的第三阶段始于1990年。在这一阶段，连续CO2激光焊接已经在工业中得到很好的应用。激光是主要热源，电弧是次要热源。该技术结合了两种焊接技术的优点，使两种焊接技术相辅相成，形成了一种全新的高效早期焊接技术，优于以往已知的技术。激光电弧复合热源焊接技术的机理是两种不同的能量传递机理和物理性能:焊接热源作用在工件的同一位置，从而提高焊接质量。
1.1.2激光+电弧复合热源焊接技术分类
激光与电弧的相对位置。复合热源焊接技术可分为近轴和同轴组合。随着电弧焊的发展，根据电弧的不同类型，激光与电弧的复合方法主要有:激光+钨极氩弧焊(laser +TIG)、激光+MIG/MAG、激光+等离子弧、激光+双弧复合、激光+埋弧焊复合等。根据激光器的类型，可分为CO2激光器+电弧复合热源焊接、YAG激光器+电弧复合热源选择性焊接和高功率光纤激光器+电弧复合热源焊接。
(1)激光+钨极氩弧焊复合焊接激光+电弧复合热源焊接首次从CO2激光和钨极氩弧焊[4]的近轴组合进行研究，这是在1979年由STEEN，W.M提出的。在激光+TIGfi复合热源的焊接过程中，激光功率、TIG电流、钨极高度、激光与TIG电弧的夹角、灯丝间距(Dla)、激光散焦量、保护气体流量、焊接速度等焊接参数是影响激光+T1G电弧复合焊接效果的重要因素。由于激光与钨极氩弧焊的相互作用，实现了1+1>2的焊接效果，使得激光+钨极氩弧焊复合热源焊接具有独特的优势。结果表明，复合焊接的熔化效率提高可达83.6%，焊接熔深可达TIG焊接熔深的3倍以上，激光焊接速度可达TIG焊接速度的10倍以上，激光焊接速度可达TIG焊接速度的'2倍以上。在激光+钨极氩弧焊复合焊接中，由于激光对钨极氩弧焊的吸引力、收缩性和稳定性，仍能实现高速良好的焊接。接缝外观美观，气孔、底切等早期接缝缺陷大大减少。此外，与钨极氩弧焊相比，复合热源显著提高了接头的机械性能，使其相当于母材。激光+钨极氩弧焊近轴复合焊接是一种非对称热源复合焊接。激光首先穿过电弧，然后作用在基底金属上。因此，电弧将屏蔽激光。同时，当大体积钨极氩弧焊炬与激光结合时，对电极高度等实验参数的精度要求很高。由于钨电极是非熔化电极，上述缺点可以通过激光+钨极氩弧焊电弧-轴连接来改善。同轴化合物在连接过程中是稳定的，因为它没有连接)。连接速度也大大提高，有利于气体溢出和接头气孔的减少。
