浅谈激光焊接工艺中保护气对焊缝形貌的作用（浅谈激光焊接工艺中保护气对焊缝形貌的作用有哪些）

为什么需要保护气体？

连续激光焊接采用高能激光束作为热源照射工件表面，从而使工件熔化连接，实现优良的焊接接头。高功率激光焊接过程中，激光照射材料表面使工件熔化，但高温伴随着金属的汽化，形成金属蒸气等离子体。形成的金属蒸气会对激光进行吸收、折射和反射，削弱真正到达工件表面的能量，影响熔池的稳定性。

因此，在焊接过程中，需要吹入电离能较大的保护气体，以抑制等离子体的产生。同时，保护气体还具有焊接过程中隔离空气的作用，防止熔池氧化；还可以减少焊接飞溅，使焊缝表面均匀、光滑。

保护气体对焊缝形貌的影响

除了根据焊接材料选择合适的保护气体外，还需要研究保护气体的吹气角度、方向、流量等参数对焊缝形貌的影响。接下来我们研究相同焊接条件下，不同保护气吹气角度对焊缝的影响。

通过实验测试，在控制吹气其他变量相同的情况下，不同流量下对焊缝形貌的影响趋势相同。但流量越大，对焊缝熔深的影响越明显，并且对焊缝表面的影响和焊缝熔深降低。影响范围并不大。因此，当保护气流量为5L/min，控制其他变量时，仅改变吹气角度，对吹气角度进行研究。测试结果如图1所示，焊缝形貌呈水平状。断面金相图如图2所示。

图1 不同吹气方法对焊缝熔深深度和宽度的影响

图2 不同吹气角度下的焊缝形貌

从实验数据可以看出，随着吹气角度的增大，焊缝熔深先增大后减小。当吹气角度为0或大于45时，穿透力迅速下降。当吹气角度为30时，焊缝熔深达到最大。

焊接熔体宽度由等离子体对激光的衰减以及气流对熔池的影响决定。当吹气角度为0时，熔体宽度最小；随着吹气角度的增加，熔体宽度增加。当角度大于45时，熔体宽度变化不大。

结果分析

保护气体对焊缝形貌的影响主要是通过控制等离子体的大小来确定到达工件表面的激光的功率密度。观察焊缝截面金相图，可以看出，在0或75时，焊缝形状趋于热传导焊接方式，而在30和45时，表现出明显的热传导焊接方式。深熔焊接形貌。

综上所述，在相同的焊接工艺参数下，如果想要更大的熔深，建议保护气吹入角度为30。如果想要更大的表面熔化宽度，建议使用45吹气角度。如果想要熔点较低，宽度较大，建议使用0或75吹气角度。

编辑：hfy