激光焊接在铝及铝合金制品中的应用

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铝合金的焊接方法

铝合金的焊接方法

铝合金的焊接方法铝合金是一种常见的金属材料,具有轻质、强度高、导热性好等特点,在工业和日常生活中广泛应用。

而焊接是铝合金加工中常用的连接方法之一。

以下将详细介绍铝合金的焊接方法。

铝合金的焊接方法主要有氩弧焊、点焊、激光焊、摩擦焊和爆炸焊等。

其中,氩弧焊是最常用的方法。

1. 氩弧焊:氩弧焊是铝合金焊接中最常用的方法,它利用惰性气体(如氩气)保护电弧和熔融池,防止气氛中的氧气和水分污染焊接区域,并控制熔融金属的冷却速度。

在氩气的保护下,焊接过程中没有明火和烟雾产生,焊缝质量较高。

2. 点焊:点焊是利用电阻产生的热量将铝合金件连接在一起。

该方法适用于连接较薄的铝合金板材,如汽车制造中的焊接。

3. 激光焊:激光焊是使用高能量激光束将铝合金熔化,从而实现焊接。

激光焊具有焊接速度快、热影响区小和焊缝质量高等优点,适用于各种铝合金焊接。

4. 摩擦焊:摩擦焊是通过在接触面上施加压力和产生热量,将铝合金摩擦热熔融并加以压实。

该方法适用于焊接铝合金和其他金属之间的连接。

5. 爆炸焊:爆炸焊是利用爆炸产生的高温和高压将两个铝合金件连接在一起。

该方法适用于焊接较大尺寸的铝合金构件。

除了上述常见的焊接方法外,还有一些特殊的焊接方法,如熔覆焊、滚焊和冷焊等。

在进行铝合金焊接时,需要注意以下几点:1. 选择合适的焊接材料和焊接工艺,根据焊接材料的种类、厚度和焊接强度要求等因素确定焊接方法。

2. 预处理焊缝,包括去除焊接区域的氧化皮、油污和杂质,以保证焊接质量。

3. 选择合适的焊接电流和焊接速度,以避免产生焊接缺陷,如焊接裂纹和气孔等。

4. 控制焊接区域的温度,避免过热和过冷引起的焊接缺陷。

5. 使用适当的焊接保护措施,如惰性气体保护和冷却液冷却,以确保焊接质量。

总结起来,铝合金的焊接方法有多种,每种方法都适用于不同的焊接需求。

在选择和使用焊接方法时,需要考虑材料的性质、焊接强度要求和工艺条件等因素。

正确选择和使用焊接方法,可以保证焊接质量,提高铝合金制品的性能和使用寿命。

激光焊接在铜铝焊接中的应用

激光焊接在铜铝焊接中的应用
YA G激光器与金属耦合效率高,加工性能良好, 能够方便地将一束激光传输给多个远距离工位,便于 实现柔性化,也可以实现脉冲、连续两种工作模式, 但是其使用及维护成本高。光纤激光器的电光效率高 达20%以上,远远大于YA G激光器的电光效率,具有 免调节、免维护、稳定性高,结构简单,占地面积小 的特点,但是相对稳定性难以保证。现在来看,两种 激光器都是适合铜/铝激光焊接的激光器。需要注意的 是,为了防止铜、铝等对激光的高反射率,有时在试 验前,需要对铜/铝表面做打磨处理。
1.激光器类型对焊接质量的影响
激光焊接根据工作介质可以分为CO2激光器、半导 体激光器、YAG激光器及光纤激光器[4]。
1)半导体激光器主要应用于医疗、打印、光通信 及光存储等信息领域。但是高功率半导体激光器在大 电流工作连续输出时会出现损伤、烧孔,甚至烧毁等 问题,难以用于需要高功率能量输出的工业加工中。
铝合金密度低、比强度高、延展性好,易于成 形;铜及铜合金良好的导电性能也使其应用广泛。这 些性能使得铜/铝金属得到了广泛的应用,在新能源汽 车领域更是如此。据统计数据显示,铜/铝异种金属接 头在21世纪将占到异种金属接头组合形式的5.8%[3]。快 速有效的铜/铝激光焊接有很大的开发潜力。
然而,异种金属物理性能有明显的差异以及材料 对激光的高反射率与高传导率,导致焊接质量参差不 齐,因此如何实现异种金属的高质有效焊接,是目前 亟待解决的难题。
杨科林等[7]通过控制变量法研究了焊接功率、焊接 速度与焊接频率对铜-铝异种金属搭接焊的影响,并通 过拉伸试验验证焊接质量。对于1.5mm厚6061系铝板 与厚2mm表面镀锌的铜质导电排搭接焊,焊接功率越 大,焊接效果越好。焊接速度在90~120mm/s内,可以 形成一定量的有效熔池。当焊接频率为80Hz时,焊接 熔融效果最好。

激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施

激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施

激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施随着科技的发展,激光焊接技术在各个领域得到了广泛的应用,尤其是在金属材料的加工过程中。

激光焊接铝合金这一领域却面临着诸多挑战。

本文将从铝合金的特点、激光焊接的难点以及采取的工艺措施等方面进行详细的探讨。

一、铝合金的特点铝合金是一种具有优良性能的金属材料,它具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。

这些特点使得铝合金在航空、航天、汽车等领域具有广泛的应用前景。

铝合金的这些优点也给激光焊接带来了一定的难度。

铝合金的熔点较低,容易产生氧化膜,影响焊接质量。

铝合金的热导率较高,导致热量容易散失,需要采用较高的功率进行焊接。

铝合金的成分复杂,不同种类的铝合金之间存在化学成分差异,这也给激光焊接带来了一定的挑战。

二、激光焊接铝合金的难点1. 氧化膜的影响铝合金在加热过程中容易产生氧化膜,这层氧化膜不仅会影响焊缝的质量,还会导致气孔的产生。

因此,在激光焊接铝合金时,需要采取一定的措施去除氧化膜。

常用的方法有机械磨削、化学清洗和电化学清理等。

2. 热量散失问题铝合金的高热导率导致热量容易散失,这就需要在激光焊接过程中采用较高的功率进行加热。

过高的功率会导致焊缝过深,产生裂纹。

因此,在激光焊接铝合金时,需要寻找合适的功率平衡点。

3. 成分差异问题铝合金的成分复杂,不同种类的铝合金之间存在化学成分差异。

这就要求在激光焊接过程中,需要根据不同的铝合金种类选择合适的焊接参数和工艺措施。

还需要对铝合金的微观结构进行分析,以便更好地控制焊缝的形成和性能。

三、采取的工艺措施针对上述难点,本文提出以下几点工艺措施:1. 采用预处理方法去除氧化膜在激光焊接前,可以采用机械磨削、化学清洗和电化学清理等方法去除铝合金表面的氧化膜。

这样可以有效地减少氧化膜对焊缝质量的影响。

2. 调整激光功率平衡热量散失问题在激光焊接过程中,可以通过调整激光功率来平衡热量散失问题。

一般来说,随着激光功率的增加,焊缝深度也会增加。

铝与铝合金的焊接方法

铝与铝合金的焊接方法

铝合金焊接的几种先进工艺:搅拌摩擦焊、激光焊、激光- 电弧复合焊、电子束焊。

针对于焊接性不好和曾认为不可焊接的合金提出了有效的解决方法,几种工艺均具有优越性,并可对厚板铝合金进行焊接。

关键词:铝合金搅拌摩擦焊激光焊激光- 电弧复合焊电子束焊1 铝合金焊接的特点铝合金由于重量轻、比强度高、耐腐蚀性能好、无磁性、成形性好及低温性能好等特点而被广泛地应用于各种焊接结构产品中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减轻50 %以上。

铝合金焊接有几大难点:①铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍;②铝合金表面易产生难熔的氧化膜(Al2O3 其熔点为2060 ℃) ,这就需要采用大功率密度的焊接工艺;③铝合金焊接容易产生气孔;④铝合金焊接易产生热裂纹;⑤线膨胀系数大,易产生焊接变形;⑥铝合金热导率大(约为钢的4 倍) ,相同焊接速度下,热输入要比焊接钢材大2~4 倍。

因此,铝合金的焊接要求采用能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高的高效焊接方法。

2 铝合金的先进焊接工艺针对铝合金焊接的难点,近些年来提出了几种新工艺,在交通、航天、航空等行业得到了一定应用,几种新工艺可以很好地解决铝合金焊接的难点,焊后接头性能良好,并可以对以前焊接性不好或不可焊的铝合金进行焊接。

2. 1 铝合金的搅拌摩擦焊接搅拌摩擦焊FSW( Friction Stir Welding) 是由英国焊接研究所TWI ( The Welding Institute) 1991 年提出的新的固态塑性连接工艺[1~2 ] 。

图1为搅拌摩擦焊接示意图[3 ] 。

其工作原理是用一种特殊形式的搅拌头插入工件待焊部位,通过搅拌头高速旋转与工件间的搅拌摩擦,摩擦产生热使该部位金属处于热塑性状态,并在搅拌头的压力作用下从其前端向后部塑性流动,从而使焊件压焊在一起。

图2 为搅拌摩擦焊接过程[4 ] 。

由于搅拌摩擦焊过程中不存在金属的熔化,是一种固态连接过程,故焊接时不存在熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊方法难以焊接的有色金属材料,如铝及高强铝合金、铜合金、钛合金以及异种材料、复合材料焊接等。

hb 铝合金激光填丝焊接工艺

hb 铝合金激光填丝焊接工艺

hb 铝合金激光填丝焊接工艺以HB铝合金激光填丝焊接工艺为标题的文章导言:随着工业技术的不断发展,激光焊接技术在金属焊接领域中扮演着越来越重要的角色。

HB铝合金是一种常见的铝合金材料,具有轻质、高强度和耐腐蚀的特点,在航空航天、汽车制造和电子领域得到广泛应用。

本文将探讨HB铝合金激光填丝焊接工艺的特点、优势和应用。

一、HB铝合金激光填丝焊接工艺的特点HB铝合金激光填丝焊接工艺是指利用激光束对铝合金进行填充焊接的一种技术。

相比传统的铝合金焊接方法,HB铝合金激光填丝焊接具有以下特点:1. 高精度:激光焊接技术能够实现高精度的焊接,填充焊接的缝隙较小,焊缝质量更好。

2. 低热输入:激光焊接过程中,热影响区域较小,可以避免因过高的焊接温度导致材料变形或热裂纹的问题。

3. 高效率:激光焊接速度快,焊接效率高,能够提高生产效率和降低成本。

4. 自动化程度高:激光焊接设备可以与机器人等自动化设备配合使用,实现自动化生产,提高生产效率和一致性。

二、HB铝合金激光填丝焊接工艺的优势HB铝合金激光填丝焊接工艺相比传统的焊接方法具有以下优势:1. 填充性能好:激光焊接可以实现铝合金材料的高质量填充,焊接接头强度高,抗拉强度和疲劳寿命都有所提高。

2. 焊接速度快:相比传统的TIG焊接方法,激光焊接速度更快,能够大幅度提高生产效率。

3. 无需后续处理:激光焊接工艺的焊缝表面质量好,通常不需要进行后续的表面处理,减少了生产工艺和成本。

4. 可焊接性广泛:HB铝合金激光填丝焊接工艺不仅适用于HB系列铝合金,还适用于其他铝合金材料的焊接。

三、HB铝合金激光填丝焊接工艺的应用HB铝合金激光填丝焊接工艺在各个领域都有广泛的应用,特别是在航空航天、汽车制造和电子领域。

具体应用包括以下几个方面:1. 航空航天领域:HB铝合金激光填丝焊接工艺可以用于航空航天领域的飞机结构件的焊接,如机身、机翼等,能够提高零部件的质量和强度。

2. 汽车制造领域:HB铝合金激光填丝焊接工艺可以用于汽车制造中的车身焊接,如车身框架、车门等,能够提高车身的强度和安全性。

铝合金焊接技术和应用研究

铝合金焊接技术和应用研究

铝合金焊接技术和应用研究铝合金是一种广泛应用于工业领域的材料。

铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛应用。

铝合金的焊接技术也随着使用领域的不断扩大而得到了更多的研究和应用。

一、铝合金焊接技术概述铝合金焊接技术主要包括氩弧焊、TIG焊、MIG焊、激光焊等不同种类。

其中,氩弧焊是目前应用最为广泛的一种焊接技术。

氩弧焊具有焊缝质量好、成本低等优点,可用于航空、航天、汽车等领域的铝合金结构件的焊接。

TIG焊是一种适用于薄壁铝合金材料的焊接技术。

TIG焊具有功率控制、热输入量小、焊接速度快等优点,在航空、电子等领域得到广泛应用。

MIG焊是近年来发展起来的一种新型铝合金焊接技术。

MIG焊具有焊缝良好、成本低等优点,在汽车、电子、造船等领域的铝合金焊接中得到了广泛应用。

激光焊是一种适用于高要求、高精度、高效率的铝合金焊接技术。

激光焊是一种非接触式焊接技术,具有热影响区小、精度高、速度快等优点。

目前,激光焊用于航空、航天、汽车、电子等领域的高精度铝合金焊接中。

二、铝合金焊接技术的应用研究在航空领域,铝合金结构件的焊接质量直接关系到航空器的飞行安全。

目前,航空领域广泛应用TIG焊和高能激光焊技术。

高能激光焊具有焊缝几乎无顶部缺陷、堆焊率高等优点,是目前最为理想的航空领域铝合金结构件的焊接技术。

在汽车领域,铝合金的轻量化特性得到广泛应用。

铝合金车身结构件的焊接技术是汽车工业发展的重要技术之一。

目前,汽车领域广泛应用MIG焊、TIG焊和激光焊技术。

相较于氩弧焊来说,MIG焊和TIG焊在铝合金车身结构件的焊接中具有更好的适应性和焊缝品质。

在电子领域,铝合金是电子外壳的常用材料。

铝合金外壳的焊接技术直接关系到电子设备的密封性和机械强度。

目前,电子领域广泛应用TIG焊、激光焊技术。

相较于TIG焊来说,激光焊具有焊缝更细、威胁成像性好等优点,更适用于电子外壳的高密度、高精度焊接。

三、铝合金焊接技术的未来发展趋势随着新材料、新工艺的不断涌现,铝合金焊接技术也将不断发展。

铝合金门窗激光无缝焊接技术说明。

铝合金门窗激光无缝焊接技术说明。

铝合金门窗激光无缝焊接技术说明。

1. 引言说到铝合金门窗,大家应该都不陌生吧?它们轻便、美观,而且耐腐蚀,简直是家装界的小明星。

不过,要想让这些小明星更闪亮,焊接技术可就不能马虎了。

今天我们聊聊一种特别酷炫的焊接方式——激光无缝焊接!这技术真是让人眼前一亮,跟那些老土的焊接方式比起来,简直是天上掉下来的馅饼。

2. 激光无缝焊接的基本原理2.1 什么是激光焊接?说白了,激光焊接就是用高强度的激光束来熔化金属,形成牢固的接头。

听起来是不是有点科幻?没错,这玩意儿就是科技的产物,效率高得令人咋舌。

而且,这种焊接方式的精确度高,能让焊缝如同细线一样,简直像是在缝合一件艺术品。

2.2 无缝焊接的优势提到“无缝”,我们就要说说这项技术的好处了。

首先,无缝焊接显著提高了铝合金门窗的强度和密封性。

你想啊,门窗如果有缝,风一吹进来,保暖效果简直是没得谈了。

其次,外观上没有焊接痕迹,给人一种简洁大方的感觉,真是让家里看上去高大上!而且,焊接速度快,省时省力,简直是装修队的福音。

3. 实际应用3.1 在家居装修中的应用想象一下,你家新装的铝合金窗户,简约大气,焊接处连个缝都看不见,朋友们来家做客时,那个羡慕劲儿,嘿,简直能把人乐翻天。

这种技术在家居装修中的运用,不仅能提升家居的整体美感,还能大幅度提高门窗的使用寿命,真是给力!3.2 在工业领域的运用说到工业应用,激光无缝焊接也是大显身手。

比如,汽车行业的车身焊接,或者航空航天领域的零部件加工,激光焊接的优势再一次凸显。

高速、精确又耐用,谁不想在生产线上用上这么棒的技术呢?而且,这样一来,企业的生产效率也能蹭蹭上涨,生意兴隆,老板开心。

4. 小结总的来说,铝合金门窗的激光无缝焊接技术,真的是一个了不起的进步。

它不仅提高了门窗的质量,还为我们创造了一个更舒适的生活环境。

想要打造一个既美观又实用的家,这项技术可是你不能错过的“秘密武器”哦!所以,别再犹豫了,赶紧了解一下这项技术,让你的家装之路更加顺利吧!记住,科技的进步总是让我们的生活变得更美好,未来还会有更多惊喜等着我们,咱们一起期待吧!。

铝合金激光焊接工艺研究精选全文

铝合金激光焊接工艺研究精选全文

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铝合金激光焊接工艺研究
近些年来,随着激光焊接技术的发展和完善,铝合金激光焊接技
术成为焊接工艺领域的重要研究方向,其中形成的焊接结构性能优异,成为替代焊接方法的重要方式。

手艺性高技能强是激光焊接技术的重要特点,它不仅可以实现
对看不见位置的多次准确焊接,而且可以对大型装备和变形件进行焊接,并能达到良好的焊接效果。

此外,它也具有即使是极薄材料也能
充分实现焊接的特点,从而避免了低透子焊法在复杂构造中的难点。

铝合金激光焊接具有快速高效的特点,可取得均匀的热输入,能
够控制焊接温度,进而改善了焊接的性能,降低焊接金属的吸收力,
同时增大了拉伸强度和延伸率。

紧凑的焊接结构可以有效地避免焊接
问题带来的焊缝中的气裂,避免焊疤的形成,并且由于激光焊接的关
节质量良好,具有极强的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性。

因此,铝合金激光焊接成为当今极具应用前景的焊接技术,未来
将带给我们更加丰富的应用和更多的发展前景。

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激光焊接在铝及铝合金制品中的应用班级:学号:姓名:一、引言与传统的焊接方法相比,激光焊接具有热输入小、能量集中、大熔深、窄焊道、热影响区小、非接触焊接等诸多优点。

因此,对于一些传统方法不易焊接的材料,激光焊接都可以胜任。

铝是一种硬度特别低的金属,易导热,易变形,化学性质比较活泼,表面会形成一层极薄的氧化膜,使得铝的焊接比较困难。

当采用一些传统方法对其进行焊接时(如TIG焊),焊缝处经常会出现膨胀、变形等缺陷,而采用激光焊接时,这些缺陷会被大大降低。

但是铝的激光焊接也存在许多问题,因为铝的反射率特别高,焊接时,大部分能量都会被反射掉,这就使得焊接铝制品材料时需要更大的功率,而铝的电离性及导热性等也都非常的高,在激光焊接时容易导致焊缝气孔率高、变形量大、光致等离子体的抑制以及焊缝裂纹等,以上这些缺陷,可以通过优化激光焊接时的工艺参数来尽量减少。

金属对激光的吸收与多种因素有关,比如:激光波长、材料性质、温度、表面状况、偏振特性等。

激光的波长越长,金属对激光的吸收率就越低。

其中,铝的对激光波长的吸收范围最小,所以反射率最高,只有当激光的波长小于0.05 m时,铝的吸收率才较大,所以对于铝进行激光焊接是非常难的,焊接时需要尽可能大的激光功率才能保证能量的供应。

除了铝以外,其他反射性较强的金属还有金、银、铜等。

二、激光加工技术自从梅曼在1960年研发了第一台红宝石激光器到现在,科学家们通过几十年的努力,使得激光技术在各个领域已经获得了十分普遍的应用。

由于激光具有良好的单色性、方向性、高能量密度等诸多优点,因此在人类生产生活中的各个领域都被广泛的应用。

在军事上,各种大功率的激光武器不断问世,有些激光武器甚至可以在地面上直接将太空中的卫星击毁,这足以说明激光的威力;在工业上,美国的波音公司在进行飞机的机身对接时,主要用激光焊接取代传统的对接技术;宝马、奔驰等汽车公司在车身结合方面也广泛使用激光焊接、激光切割等加工技术。

在材料加工方面,不仅可以对金属材料进行加工、甚至可以对陶瓷材料以及复合材料进行加工。

目前,激光加工技术的类型较多,主要包括激光焊接、激光切割、激光表面给改性(包括:激光熔覆、激光合金化、激光淬火等)等。

相比于其他的激光加工技术,激光焊接在加工业中的应用更加广泛。

三、激光焊接技术原理激光焊接是将高能量密度的激光束作为热源直接照射到被焊材料表面,通过激光与材料的相互作用,使材料的局部温度短时间内决速达到熔点,熔化成液体然后快速凝固来实现对材料的焊接。

激光焊接可以不需要填充材料而直接将两个被焊件连接起来,被焊接的两个部分可以是相同的金属,或是不同的金属,甚至是非金属等。

四、激光焊接技术分类激光焊接有两种输出方式,分别为脉冲激光焊和连续激光焊。

激光脉冲焊接时,激光的功率密度、脉冲宽度和峰值功率等是影响焊缝质量的主要参数。

在观察焊缝成形特点时,根据焊缝的熔深大小,又可以把激光焊接分为熔深较小的热传导焊接和熔深较大的深熔焊接两类。

两者的传热过程、焊缝形成机制、工艺特点和应用范围有很大区别。

热传导焊接时,激光能量首先作用于材料的表层,随着表层能量的不断升高,温度也逐渐升高,待达到熔点后表层材料开始熔化,并将能量继续向下传导形成焊接熔池,同时,由于激光还要按一定的速度进行相对运动,这样便形成焊缝。

由上述焊缝形成机理可知,靠热传导方式获得的熔深肯定是比较浅的,焊缝的深宽比小,一般焊缝宽度为熔深的2倍以上。

激光深熔焊接的原理为:当激光光斑上的功率密度大于26/10cm W 时,在激光束的照射下,金属吸收光能并将其转化为热能,金属表面瞬间升温,熔化直至发生气化,随之产生大量的金属蒸汽。

金属蒸汽迅速逃离金属熔池的表面,同时在熔池内形成凹陷的小坑,激光继续照射到小坑内,使材料进一步熔化、汽化,继而使小坑加深,最后在液态金属中形成一个充满因高温蒸汽部分电离而成的等离子体的小孔,并在小孔上方形成等离子体云。

因为有等离子体云的作用,整个焊接过程会十分稳定,随着激光束的不断活动,小孔前沿的材料不断熔化构成焊接熔池,熔融液体绕小孔周边由前端向后端流动,最后凝固形成焊缝。

激光深熔焊的工艺参数主要包括激光功率、焊接速度、离焦量和保护气体等,具体如下:(1)激光功率在进行激光焊接时,当工件上的激光功率密度高于激光能量密度闭值时,才能够产生等离子体,此时激光深熔焊接可以持续、稳定的进行。

而当激光功率密度低于激光能量密度闭值时,工件只有在表面发生熔化,此时并未实现激光深熔焊接,是以热传导焊接的方式持续、稳定的进行。

当激光功率密度达到小孔形成临界值时,深熔焊和热传导焊交替进行,焊接过程不稳定,熔深波动很大。

在进行激光深熔焊接时,激光功率可以控制熔透深度和焊接速度。

通常,对当激光束直径确定时,熔深随着激光功率增大而增大。

(2)焊接速度焊接速度是熔深影响的一个重要因素,提高焊接速度会使熔深变小,降低速度会导致材料过度熔化,使得工件被焊穿。

所以,当激光功率和工件的厚度一定时,每种材料都有一个合适的焊接速度范围,着这个范围内,达到合适的焊接速度值时,可以获得最大的熔深。

(3)离焦量离焦量是激光焊接最重要的工艺参数之一,当激光功率和焊接速度确定时,离焦量处于最佳位置范围内才能获得最大熔深和最佳的焊缝质量。

分为正离焦和负离焦。

焦平面位于工件上方称之为正离焦,焦平面位于工件下方称之为负离焦。

按照几何光学理论,当正负离焦在数值上相等时,所对应平面上的功率密度近似相等,但实际上所获得的熔池形状并不相同。

采用负离焦进行激光焊接时,可以得到更大的熔深,所以,应采用正离焦焊接薄材料,采用负离焦焊接厚材料。

(4)保护气体激光焊接通常使用惰性气体保护熔池,如氦、氨、氮等气体,使用保护气体可以使工件在焊接时不被氧化。

某些材料焊接如果允许表面氧化,可以不使用保护气体。

使用保护气体也可以保护聚焦透镜不被金属蒸气污染和液体熔滴溅射。

保护气体还可以驱散高功率激光焊接产生的等离子体,防止激光束的部分能量被等离子消耗,影响焊接质量。

五、激光焊接技术优点及存在问题传统焊接方法一般焊接速度较慢、热影响区较大、热输入量大、焊缝变形量大,但激光焊接时却能很好的解决这些问题,具有以下优点:(1)能量密度高,加热范围小,热输入小,所以焊接变形和焊接残余应力小。

在短时间内激光束经聚焦镜聚焦后具有很高的能量密度(在8410~10W/cm2之间)。

(2)大熔深,窄焊道,深宽比大。

激光深熔焊时,因为小孔效应,使激光束能量深入到材料内部而形成了这类深而窄的焊道。

(3)热影响区小,接头的力学性能比较稳定,焊接时,加热及冷却速度极快。

(4)可实现异种材料的焊接,对于一般焊接方法难以焊接的材料,如高硬度、高脆性及高熔点、高强度的同种或异种金属,甚至非金属材料,如陶瓷、有机玻璃等都可以用激光进行焊接,且焊后无需热处理等工艺。

(5)是一种非接触型焊接,对于一些难以接近的部位以及微型零件可轻松焊接,并且对远距离的工件也可进行焊接,这是其他焊接设备说无法比拟的。

(6)可以穿透玻璃等透明物体进行焊接,比如在密封容器里对一些剧毒材料进行焊接。

(7)易于电脑控制,易于自动化高速焊接。

同时,激光焊接技术也存在以下问题:(1)对于被焊工件的加工精度、装配等焊接前处理要求非常高,如果这些条件达不到要求,很容易在焊接过程中形成缺陷。

这是因为激光束的光斑直径非常小,焊接前必须要使激光束对准焊缝,稍有偏差就会影响焊接质量,很多时候都需要设计工装夹具。

(2)激光焊接时的光致等离子体会造成小孔效应,使焊缝成形不稳定,易出现焊接缺陷。

(3)激光焊接高反射率材料时,大部分激光都被反射掉,只有少部分激光能被材料吸收,所以在焊接这类高反射率的材料时,一般都需要较大的激光功率,由于大部分激光都被反射出去,焊接时,必须注意操作方法,防止被反射的激光逆着光路反射到焊接头里面引起光学元件的损坏。

(4)高速冷却的熔池会使焊接过程稳定性差、接头中产生气孔、裂纹、强度下降等缺陷。

(5)激光焊接整个系统的设备成本非常高,一次性投入较大,且激光器的光电转换率较低。

六、激光器目前,应用较为普遍的激光器有:2CO 激光器、半导体激光器。

2CO 激光器主要是以2CO 为工作物质,2N He 、等为辅助气体,它们的配比关系一般是:1:5:2::22 N He CO ,电光转换效率为%20~%15。

2CO 激光器的主要激励方式是电激励和热激励。

七、铝合金激光焊接缺陷研究1焊缝气孔在进行铝合金激光焊接时,由于工艺参数匹配不合理或者焊接操作方法不正确,会导致焊接缺陷的产生。

如焊缝气孔、焊接裂纹、咬边和塌陷等。

这些缺陷在本实验中都不同程度的出现,下面结合本实验对常见的焊接缺陷进行介绍。

在进行激光焊接的过程中,熔池结晶时某些气体来不及上浮逸出,在焊缝中形成了空穴,叫做气孔。

空气、保护气体及铝合金表面氧化膜中吸附的水分等是焊接气孔产生的主要原因。

铝合金激光焊接过程中产生的气孔主要有如下几种:a.氢气孔。

在铝合金激光焊接过程中,铝合金中多余的氢会在熔池凝固时析出,此时如果氢上浮逸出不够顺畅,就会聚集成气泡,残留在固态铝合金中形成气孔,此种气孔即为氢气孔;b.保护气体产生的气孔。

在铝合金激光焊接的过程中,熔池底部小孔前沿金属的发生强烈的蒸发,将保护气体卷入熔池中,形成气泡,如果气泡来不及上浮逸出,就会残留在固态铝合金中形成气孔,此种气孔即为保护气体产生的气孔;c.小孔塌陷产生的气孔。

在铝合金激光焊接过程中,当金属蒸汽的压力小于铝合金的表面的张力时,由于不能维持稳定状态,小孔将发生塌陷,此时如果熔化的铝合金没有及时填入其中,就会形成气孔,此种气孔为小孔塌陷产生的气孔。

根据形成机制的不同,氢气孔可分为冶金气孔和氧化膜气孔。

2焊接裂纹在实际的焊接生产中出现的焊接裂纹主要有热裂纹和冷裂纹等。

在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时产生的裂纹,叫做焊接热裂纹。

结晶裂纹、高温液化裂纹和多边化裂纹等均属于焊接热裂纹。

在焊接过程中,焊接接头冷却到较低的温度时产生的裂纹,叫做焊接冷裂纹。

焊接冷裂纹主要包括延迟裂纹、淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹等。

铝合金激光焊接过程中产生的裂纹主要为结晶裂纹,属于焊缝热裂纹。

3咬边在焊接过程中,由于焊接方法操作不当或者采用不相匹配的工艺参数进行焊接等原因,沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷,叫做咬边。

4塌陷在焊接过程中,由于焊接方法操作不当或者采用不相匹配的工艺参数进行焊接等原因,造成焊缝的金属透过背面过量,以至于焊缝正面发生塌陷而焊缝背面发生凸起的现象,叫做塌陷。

八、结束语激光不但在现代工业生产技术中表现出前所未有的优势,而且在现代科学中给人们也提供了更广阔的想象空间。

铝合金激光焊接比传统的焊接技术具有明显的高效、可控和优质的特点,但是其缺陷的形成机理和预防措施也有其独特之处。

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