低速大功率柴油机机架外表面需使用大量挂架,由于其尺寸小、形状多样、且需空间作业,常规焊接工艺存在焊接难度大,焊缝成形较差,需要大量修磨而严重制约生产进度和成本。激光焊因加热与冷却速度快、热源集中、焊接质量高而在各工业领域得到广泛应用。但又因常规激光焊设备价格高、规格少等因素制约,使得其在船舶柴油机制造领域的应用还少有报道。本文就是基于性价比高的国产手持激光焊接设备,研究适于挂架的激光焊接工艺及装置,解决其焊缝成形差的问题。首先,对挂架焊接装置中的仪器选择和搭建工作进行介绍。为使激光源、送丝装置和运动机构等独立单元能够组成一整套系统,设计制作了控制系统,并编写了HMI+PLC程序,实现对整套系统的联动控制。对激光焊接过程中焊缝成形稳定性进行了研究,研究表明:为保证焊缝稳定成形,焊丝端部距离工件表面0-0.5mm;送丝角度在30?-45?之间成形较好,以接近30?为最佳;对比不同送丝方向下所得焊缝成形,前送丝最稳定且成形最好,前侧向45?送丝相比前送丝略有波动,成形较好但飞溅大;后送丝相比于前送丝,波动较为剧烈,焊缝成形差,后侧向45?送丝相比于后送丝,成形虽有所改善但飞溅较大。在上述装置优化试验的基础上,进行了激光焊焊接工艺试验,探讨了激光功率、送丝速度及焊接速度等工艺参数对不同空间位置焊缝成形的作用情况,通过分析发现:在平焊位置,激光功率是影响焊缝熔宽及焊缝宽高比的主要因素;在立焊位置,激光功率是影响焊缝熔宽的主要因素,送丝速度是影响焊缝宽高比的主要因素;在仰焊位置,焊接速度是影响焊缝熔宽及焊缝宽高比的主要因素。最后,在工艺条件的调整范围中,使用正交实验的方法,得出了不同空间位置的最佳工艺参数,采用优化后的焊接工艺参数对挂架实施焊接,所得挂架焊缝成形优良,焊缝质量符合标准,通过无损检测、显微硬度测试及微观组织分析,证明了研究获得的新工艺的可靠性。