The Research on Laser Lap Weld Formation Technology

激光叠焊作为激光焊接方式的一种，在焊接大型压力容器和传热器中有着广泛的应用。蜂窝夹套、拱形夹套、瓦楞夹套采用激光焊接，有着传热效果好，焊接变形小的特点。其中，瓦楞板夹套的焊接和薄板的叠置焊接，难点在于变形量的合理控制，在国内的研究较少。对瓦楞板和薄板叠置焊的焊缝成型研究，得到的实验数据对以后激光叠焊有指导作用。 主要研究了影响焊缝成型的几个主要因素：板材间隙，焊接工艺参数和焊接路径。焊接工艺参数从温度场仿真和实验两个方面来研究。 首先研究了控制板材间隙的压紧机构，利用弹性力学计算了板材鼓包变形和波浪变形力的大小。设计了主辅式压紧机构，不同板材类型的焊接，采用不同形式的压紧轮。对压紧机构进行改进，能够高精度的控制板材间隙。 其次，利用MATLAB软件对焊接温度场进行计算，利用ANSYS程序分析了焊接温度场的分布特点，并对比研究了激光功率和焊接速度对温度场的影响。 再次，对影响焊缝成型的工艺参数做了实验分析，从单因素法分析了保护气体、喷嘴结构、焊接功率、焊接速度、离焦量、板材间隙对焊缝质量的影响，采用正交实验法，综合分析得到了最佳匹配工艺参数。焊后试板压力实验，满足焊缝强度要求。 最后，对影响焊缝成型的焊接路径进行了优化分析。结合具体的焊接工艺路径，开发了激光叠焊自动编程软件。分析了焊接变形对机械手同步电机控制的影响。对焊接路径采用优化算法，结合不同板材的焊接路径，通过实验对比得到一组较好的焊接工艺路径