相對于使用更傳統(tǒng)的光纖傳輸激光/機器人系統(tǒng)來說，采用裝備高功率CO2激光器和掃描頭的遠 程焊接系統(tǒng)（RWS）增加了焊接的循環(huán)時間。因為CO2激光遠程焊接系統(tǒng)到工件之間的光束焦距超過800mm，完全可能降低焊接循環(huán)時間，原因是掃描系統(tǒng)的鏡片移動速度可超過700米/分鐘（見圖1）。而且，RWS的傳感器能自動測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)變得簡便。 然而，采用RWS后，保護氣體的應用成為了問題——通常在CO2激光束功率超過3kW時必須使用保護氣體，而且應用保護氣系統(tǒng)變得很困難。因此，在一項近期的研究中，對800Mpa級高強度鋼板進行RWS焊接，我們對影響焊珠外形和穿透的因素進行觀察，從而相應決定是否使用保護氣。同樣被研究的還有那些對汽車零部件強度產(chǎn)生影響的參數(shù)。 研究最優(yōu)的狀況 在該項研究當中，將進行SPFC 780 1.2mm厚度的鋼板的焊接。采用的激光功率在3～4.8kW，移動速度為2.4、2.8和3.2米/分鐘，以觀測熔化區(qū)域在有/無保護氣體的情況下受等離子體影響程度。產(chǎn)生的縫焊長22mm，氦氣流速為25升/分鐘。如圖2所示，這種氣體由一個循環(huán)噴氣孔傳輸。 應用的功率越高，熔化區(qū)域越難成形，這取決于是否存在保護氣體。由于不采用保護氣體時過程變得不穩(wěn)定，更高光束能量的穿透也更少。有趣的現(xiàn)象是焊接寬度會隨著焊接速度的增加而增加，穿透率提高。表1顯示了有/無保護氣體的情況下采用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，因為CO2激光具有長焦距，因此每部分計算出的區(qū)域需要通過觀察以獲得熔化外形的精確數(shù)據(jù)（見圖4）。當對每個部分進行分析時，整個過程的穿透率和焊接寬度存在不同。因此，我們發(fā)現(xiàn)保護氣體對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。