摘要：在焊接过程中, 熔池的流动特征与气孔、咬边等缺陷密切相关, 对熔池的结晶过程以及焊缝成形也有重要影响。以低合金高强钢为研究对象, 通过钻孔填埋ZrO2颗粒作为示踪粒子, 利用高速相机记录匙孔位置、电弧形态及熔池的流动特征, 研究了不同光丝距下激光-电弧复合焊接熔池表面的流动规律。结果表明：当光丝距为1 mm时, 匙孔位置不稳定, 发生了漂移现象, 示踪粒子绕过电弧作用区后沿中轴线流向后方; 当光丝距增加至3 mm时, 匙孔位置相对稳定, 但示踪粒子在流动过程中出现了典型的卡门涡街现象; 随着光丝距进一步增加至5 mm时, 匙孔位置稳定, 但示踪粒子在流经激光与电弧中间区域时出现了停滞现象, 此条件下示踪粒子的运动距离最大。通过对比三种光丝距下的焊缝截面形貌可以发现：当光丝距为1 mm时, 焊缝底部存在气孔缺陷, 这是光丝距过小导致匙孔不稳定而造成的工艺性气孔; 当光丝距为5 mm时, 两热源间距过大, 导致两热源的耦合效率下降, 熔深显著减小; 当光丝距为3 mm时, 焊缝无缺陷, 且熔深最大。

关键词：激光技术 复合焊接 熔池流动行为 高强钢 光丝距 

单位：长春理工大学机电工程学院; 吉林长春130022; 光学国际科技合作基地; 吉林长春130022