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低压环境对低碳钢激光束焊接过程中飞溅的影响

DOI：10.2351/1.5007186 期刊：Journal of Laser Applications 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 在使用高功率圆盘激光器和光纤激光器进行焊接时，某些工艺现象可能严重制约这些激光器技术优势的充分发挥，其中之一就是强烈飞溅的产生。为明确导致飞溅的机理，特别是其与环境压力的关联，研究人员在1至0.01巴的环境压力范围和1至20米/分钟的焊接速度范围内，对低碳钢焊缝进行了测试。结果显示：所有压力等级下，飞溅材料导致的重量损失与焊接速度均呈现特征性关联，并在特定速度出现明显峰值；但低压环境下该峰值显著降低且对应更低的速度。焊缝截面几何数据测量证实：低速焊接时焊缝深度随压力降低而增加；高速焊接时则观察到熔深减小，而焊缝横截面积基本保持恒定，表明输入能量与环境的压力无关。这些数据用于研究小孔前沿移动台阶的作用，以及金属蒸气对分离熔滴动量/能量传递的影响机制。
作者： Volker Rominger，Peter Berger，Helmut Hügel
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了确定导致低碳钢激光束焊接过程中飞溅的机制，并阐明这些机制与环境压力的依赖关系。

研究成果

研究表明，环境压力降低会显著影响低碳钢激光焊接过程中的飞溅现象，并呈现出与焊接速度相关的特征性变化。较低压力能减少飞溅并将最大飞溅量对应的速度区间向低速侧移动。在低速焊接时，焊缝熔深随压力降低而增加，但在高速焊接时则减??；而焊缝横截面积保持恒定，表明能量耦合过程不受环境压力影响。

研究不足

该研究仅限于低碳钢，未涉及其他材料。环境压力的影响在特定范围内（1至0.01巴）和焊接速度（1至20米/分钟）内进行了探究。

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