相對(duì)于使用更傳統(tǒng)的光纖傳輸激光/機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，采用裝備高功率CO2激光器和掃描頭的遠(yuǎn) 程焊接系統(tǒng)（RWS）增加了焊接的循環(huán)時(shí)間。因?yàn)镃O2激光遠(yuǎn)程焊接系統(tǒng)到工件之間的光束焦距超過(guò)800mm，完全可能降低焊接循環(huán)時(shí)間，原因是掃描系統(tǒng)的鏡片移動(dòng)速度可超過(guò)700米/分鐘（見(jiàn)圖1）。而且，RWS的傳感器能自動(dòng)測(cè)量和工件之間的焦距，使得改變并檢查焊接模式及定位數(shù)據(jù)變得簡(jiǎn)便。 然而，采用RWS后，保護(hù)氣體的應(yīng)用成為了問(wèn)題——通常在CO2激光束功率超過(guò)3kW時(shí)必須使用保護(hù)氣體，而且應(yīng)用保護(hù)氣系統(tǒng)變得很困難。因此，在一項(xiàng)近期的研究中，對(duì)800Mpa級(jí)高強(qiáng)度鋼板進(jìn)行RWS焊接，我們對(duì)影響焊珠外形和穿透的因素進(jìn)行觀察，從而相應(yīng)決定是否使用保護(hù)氣。同樣被研究的還有那些對(duì)汽車零部件強(qiáng)度產(chǎn)生影響的參數(shù)。 研究最優(yōu)的狀況 在該項(xiàng)研究當(dāng)中，將進(jìn)行SPFC 780 1.2mm厚度的鋼板的焊接。采用的激光功率在3～4.8kW，移動(dòng)速度為2.4、2.8和3.2米/分鐘，以觀測(cè)熔化區(qū)域在有/無(wú)保護(hù)氣體的情況下受等離子體影響程度。產(chǎn)生的縫焊長(zhǎng)22mm，氦氣流速為25升/分鐘。如圖2所示，這種氣體由一個(gè)循環(huán)噴氣孔傳輸。 應(yīng)用的功率越高，熔化區(qū)域越難成形，這取決于是否存在保護(hù)氣體。由于不采用保護(hù)氣體時(shí)過(guò)程變得不穩(wěn)定，更高光束能量的穿透也更少。有趣的現(xiàn)象是焊接寬度會(huì)隨著焊接速度的增加而增加，穿透率提高。表1顯示了有/無(wú)保護(hù)氣體的情況下采用4.8kW激光得到的焊珠外形和穿透率情況。 在該過(guò)程中，RWS相比其他種類的激光系統(tǒng)更容易受到環(huán)境的影響，因?yàn)镃O2激光具有長(zhǎng)焦距，因此每部分計(jì)算出的區(qū)域需要通過(guò)觀察以獲得熔化外形的精確數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖4）。當(dāng)對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行分析時(shí)，整個(gè)過(guò)程的穿透率和焊接寬度存在不同。因此，我們發(fā)現(xiàn)保護(hù)氣體對(duì)于穿透率和焊接寬度能產(chǎn)生影響，原因是它能起到穩(wěn)定流程的作用。