試驗(yàn)材料為3mm厚的SUS304不銹鋼板。保護(hù)氣噴嘴內(nèi)徑為4mm‚距離工件高度4mm。為減小不相干因素對(duì)試驗(yàn)的干擾‚將一部分參數(shù)設(shè)為固定值：激光功率為1kW‚焊接速度為1.5m·min-1‚焦距為250mm‚離焦量為0mm‚焊接方式為單面堆焊。總共進(jìn)行了四組試驗(yàn)‚分別是：氣體類型試驗(yàn)(分別選用Ar、He、N2三種氣體‚比較其對(duì)不銹鋼的作用效果)、氣體混合比例試驗(yàn)(將Ar、He按不同比例混合‚觀察對(duì)焊縫表面形貌及熔深的影響)、吹氣角度試驗(yàn)(不同吹氣角度對(duì)熔深的影響)以及保護(hù)氣(在工件上的)落點(diǎn)位置對(duì)焊縫成形影響的試驗(yàn)。

采用Ar、He或者N2三者之一做保護(hù)氣體時(shí)‚受到氣體電離能以及等離子體維持閾值等因素的影響‚焊縫熔深按照He＞N2＞Ar的順序排列。Ar、He混合氣體中He含量越高、或者保護(hù)氣的總流量值越大時(shí)‚熔深也相應(yīng)增大。受到保護(hù)氣體在工件表面流動(dòng)狀態(tài)(層流/紊流)改變的影響‚焊接熔深隨保護(hù)氣體側(cè)吹角度的增大而減小。隨著保護(hù)氣落點(diǎn)與激光光斑之間相對(duì)距離的變化‚熔深在增大與減小兩種趨勢(shì)間不斷轉(zhuǎn)變；當(dāng)氣體落點(diǎn)距光斑約±1.5mm左右時(shí)獲得極大值‚而在原點(diǎn)(激光光斑)附近得到極小值。

激光焊接作為一種高質(zhì)量、高精度、低變形、高效率的焊接方法‚正好契合了業(yè)界這一需求‚在航空航天、汽車、造船等領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在諸多影響激光焊的因素中‚保護(hù)氣體占有重要地位。近幾年‚隨著高功率光纖激光器的誕生與發(fā)展‚光纖激光焊接在以汽車為代表的加工行業(yè)迅速普及開(kāi)來(lái)。光纖激光器屬于固體激光器的范疇‚波長(zhǎng)1070nm‚遠(yuǎn)小于CO2激光10.6μm的波長(zhǎng)。由于材料對(duì)不同波長(zhǎng)激光的吸收比例不一樣‚光纖激光與CO2激光的焊接效果自然有區(qū)別。但是‚針對(duì)光纖激光焊接保護(hù)氣體研究并不多見(jiàn)。鑒此‚本文采用不銹鋼材料進(jìn)行了一系列保護(hù)氣體參數(shù)試驗(yàn)‚意在加深對(duì)不銹鋼光纖激光焊接的理解。