Lap welding characteristics of thin sheet metals with combined laser beams of different wavelength

Study on Copper Surface Pre-Treating and Welding with Fiber Lasers

“…铜 具 有 优 良 的 导 电 、 导 热 和 耐 腐 蚀 性 ， 被 广 泛 地 应 用 于 电 气 、 轻 工 、 机 械 制 造 、 建 筑 工 业 、 国 防 工 业 等 领 域。紫铜的焊接一直都是国内外学者研究的热点 [1][2][3][4][5][6] 。利用激光进行紫铜的焊接主要包括脉冲激光焊接和 连续激光焊接 [7][8][9] 。当前最常用的是利用进红外波段的连续激光器进行焊接。由于铜对近红外波段激光的 反射率超过 90% [10] ,连续激光器一般需要千瓦级以上才能实现铜的焊接， 一方面造成能量的极大浪费， 另一方 面如果焊接角度控制不当， 会导致反射光直接进入激光头， 损伤光学系统。为了提高紫铜对激光的吸收率， 很 多 学 者 尝 试 了 不 同 的 方 法 。 最 常 见 的 方 法 是 在 材 料 表 面 涂 上 一 层 石 墨 ， 但 石 墨 涂 层 的 均 匀 性 不 好 控 制 ， 导致焊缝不均匀， 而且石墨会渗入到焊缝里， 影响到焊接的强度 [11] 。雷玉成等 [12] 在待焊紫铜焊缝表面放置不 锈 钢 薄 片 ， 在 低 激 光 功 率 下 实 现 较 大 熔 深 的 焊 缝 ， 焊 缝 平 整 美 观 。 张 晓 红 等 [13] 采 用 300 W 的 YAG 激 光 在 离 到 87.5 HV， 随 着 离 中 心 位 置 越 远 ， 焊 缝 的 硬 度 逐 步 降 低 。 对 于 涂 敷 石 墨 的 情 况 ， 焊 缝 中 心 的 硬 度 最 低 ， 为 54.3 HV， 这是由于涂敷材料的渗入影响到了焊缝的硬度。 图 6 (a) 焊缝显微硬度随速度的变化情况; (b) 黑化处理与涂敷石墨焊缝硬度的对比…”