浅谈异种金属激光焊接
浅谈异种金属的焊接
浅谈异种金属的焊接随着人们对于金属材料需求的不断推进,金属材料的种类也变得多种多样,除了常见的铁、铝、铜等金属之外,异种金属的出现也逐渐增多,比如说钛合金、镍基合金、钨合金等。
然而,由于异种金属在性质上有着明显的差异,对于金属的连接也提出了挑战。
本文将就异种金属焊接这一话题进行讨论,让大家更好地了解异种金属的焊接技术以及影响焊接质量的参数。
一、异种金属焊接的难点一般情况下,在焊接过程中,想要较好地实现异种金属的连接,需要快速冷却过程中所产生的热应力精确掌握。
然而,异种金属的导热系数不同,这就导致了焊接中的材料温度差异过大,使得焊接材料在快速冷却的过程中产生了内应力,从而使焊接后的材料产生了部分或者全部的塑性损失。
此外,由于采用的焊接材料和基材不同,若没有采取合适的操作方法,则会出现焊缝溢铜、堆积、熔池不稳定等缺陷,从而导致焊接质量不达标。
二、异种金属焊接的方法1.钎焊法钎焊法是一种常用的异种金属焊接方法。
钎焊是通过钎料与金属接触,由于钎料的熔点较低,因此采用加热方法使钎料熔化,并在加热的同时,使得钎料与基材间有一定的接触。
在钎焊的过程中,钎料中液相沿着毛细作用向着焊缝两侧扩散,从而实现了金属的连接。
由于钎焊有着低热输入、宽焊缝等优点,因此也被广泛应用于异种金属的连接。
2.电弧焊法电弧焊法是一种通过电弧来完成金属连接的方法。
这种焊接方法通常适用于连接相对较厚的金属板材。
在焊接时,通过高压交流电形成一定的电弧,在钨极上集中高温点,然后将其焊接材料加热熔化,并实现异种金属的连接。
这种方法的优点是可焊接厚度大、连接牢固,而缺点则是加热温度高、变形容易,需要一定的技术经验和操作技巧才能操作。
3.激光焊法激光焊法是一种高能、高质量的焊接方法。
它通过聚焦激光束,实现异种金属的加热和熔化,从而完成焊接过程。
相比于其他一些焊接方法,激光焊法有着加热温度高、作业速度快、精度高的优点,因此在异种金属的焊接中,也有着广泛的应用。
Ti6Al4VCu异种金属激光焊接头组织及性能研究
Ti6Al4VCu摘要本文以Ti6Al4VCu 为基础材料,采用激光焊接的方法,研究了Ti6Al4VCu 异种金属激光焊接头的组织及性能,并通过分析实验结果,探讨了激光焊接过程中的物理化学现象以及焊接头成形的原理。
实验结果表明,Ti6Al4VCu 异种金属激光焊接头的组织结构均匀且致密,焊缝处没有明显的裂纹或夹杂物。
焊接头的强度和延展性能都非常优秀,并且耐腐蚀性能良好。
因此,Ti6Al4VCu 异种金属激光焊接头可以在航空航天、汽车制造、工程机械等领域中得到广泛的应用。
关键词:Ti6Al4VCu;异种金属;激光焊接头;组织;性能AbstractIn this paper, Ti6Al4VCu was used as the base material, and the laser welding method was adopted to study the microstructure and properties of the Ti6Al4VCu dissimilar metal laser welding joint. By analyzing the experimental results, the physical and chemical phenomena during the laser welding process and the principle of joint formation were discussed. The experimental results show that the microstructure of dissimilar metal laser welding joints is uniform and dense, and there are no obvious cracks or inclusions at the weld. The strength and ductility of the welded joints are excellent, and the corrosion resistance is also good. Therefore, the Ti6Al4VCu dissimilar metal laser welding joint can be widely used in aerospace, automobile manufacturing, engineering machinery and other fields.Keywords: Ti6Al4VCu; Dissimilar metal; Laser welding joint; Microstructure; properties1.引言激光焊接作为现代焊接技术中的一种重要方法,已经在航空、航天、汽车制造、机械制造等领域得到广泛的应用。
异种金属的焊接
异种金属的焊接本文分析了异种金属焊接的研究现状、应用和发展趋势,旨在为异种金属焊接研究提供帮助。
焊接是现代工业生产中的重要金属加工工艺方法,广泛应用于造船、航空、航天、汽车工业和机械制造等领域。
随着科学技术的发展,异种金属的焊接技术发展越来越快,质量要求也越来越高。
因此,研究异种金属的焊接工艺技术已成为焊接领域的一种发展趋势。
1.异种金属的焊接研究现状1.1 铝钢异种金属焊接研究现状近年来,汽车工业为了节约燃料、保护环境、不断努力减轻汽车重量,对汽车材料提出了更高的要求。
增加铝材的使用量是其中的重要措施之一。
因此,在汽车工业生产中,采用“钢+铝”双金属焊接结构成为汽车轻量化的首选方案,这必然涉及到铝和钢两种材料之间的连接。
目前,应用于铝和钢连接的焊接方法主要有压焊、钎焊、熔焊、扩散焊、电弧焊、激光焊和磁脉冲焊等。
铝钢之间的焊接一直是焊接领域的难点和热点问题,其中脆性金属间化合物的生成是影响接头性能的主要因素。
压力焊和钎焊由于基体可以在焊接过程中保持固态,同时焊接热输入容易控制,因此接头的性能一般不受限于金属间化合物的厚度,比较适于铝钢之间的焊接。
但是这种焊接方法效率较低,对工件的尺寸和形状有特殊的要求,不适于大批量生产。
熔焊方法比较灵活,效率较高,但是金属间化合物又成为不可避免的附加产物。
虽然采用熔钎结合的方法已经获得了很好的效果,但是对于金属间化合物的生长动力学以及如何促进铝合金熔体润湿钢板表面等方面还没有系统研究,因此,解决上述问题对于促进高效的焊接方法在铝钢焊接中的应用具有重要的意义。
1.2 铜钢异种金属焊接研究现状采用钢和铜复合零部件因在性能与经济上优势互补,具有广阔的应用前景。
世界各国的研究者对铜和钢的焊接进行了实验和理论分析,目前常用的焊接方法有熔焊、压焊、钎焊和熔焊-钎焊等。
不需要删除明显有问题的段落。
每种焊接方法都有其独特的特点和适用范围。
其中,冷金属过渡焊接是一种相对较新的焊接方法,具有广阔的应用前景。
异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨
异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨发布时间:2021-12-10T07:15:36.047Z 来源:《防护工程》2021年25期作者:邱志超1 孙灵飞1 李顺新1[导读] 对于制造业而言,异种金属用处很多,而且性能也很优越。
由于焊接加工采用的零件类型多,工艺种类也多,异种金属焊接常常会碰到一些直接影响质量的技术问题。
1.中核工程咨询有限公司北京丰台 100073摘要:对于制造业而言,异种金属用处很多,而且性能也很优越。
由于焊接加工采用的零件类型多,工艺种类也多,异种金属焊接常常会碰到一些直接影响质量的技术问题。
为了做好焊接,应先以异种金属焊接的基本特征为切入点,分析研究异种金属焊接常见的技术问题,并对焊接工艺进行探讨和剖析,从而找到相应的对策对工艺进行改良,确保焊接质量。
关键词:异种金属;焊接问题;焊接工艺异种金属焊接是制造业中的重要环节,常作为加工各类零件的手段。
利用异种技术的优势在于能使金属性能得到最大化的发挥,使金属本身的结构也得到了改良,从而呈现出更可观的性能。
以此为基础形成的焊接工艺,能以相对廉价的金属,替代一些类别的稀有金属,从而将成本缩减。
在实践中,相对多见的就是铝及其合金的焊接,如果采用正确的工艺,将会产生极为可观的效益。
因此,要将工艺把握好,并根据金属特征进行科学地使用。
1 异种金属焊接的基本特征1.1熔点特征异种金属所指的是在类别上有差异的金属,其熔点也必定不是相同的。
例如铝材料的熔点在众多金属中是相对较低的,所以在焊接时一般都会先熔化,并转化为液态。
如果用它与钢进行焊接,那么知道它完全熔化,钢也仍会处在固态下,二者是无法融合的。
这种熔点的差异,就造成了不同步,所以在进行焊接时,要注意这种特征。
1.2密度特征仍然将钢与铝来举例,它们的密度差异较大,如果单从液态来看,钢要大于铝。
所以在液态下,如果将钢水和铝水融合,就会出现分层的情况,铝水会浮在上面。
如果这种密度不同的现象发生,那么在金属冷却后,成品将会是不均匀的,这将会使连接部分有性质上的缺陷。
Al异种金属激光焊接试验研究的开题报告
Mg/Al异种金属激光焊接试验研究的开题报告一、研究背景轻量化汽车技术的迅速发展要求汽车零部件重量更轻,同时拥有更高的强度和刚度。
而Mg/Al合金由于其轻质、高强度、高塑性和高刚性等优良特性,被广泛研究和应用于汽车零部件的制造中。
然而,由于Mg/Al异种金属的焊接难度和焊接质量的不稳定性,目前尚未推广应用于实际生产中。
激光焊接是一种高能量密度的非接触式焊接技术,其能够同时完成高速、高效、高质量的焊接,因此成为了异种金属焊接的重要技术之一。
本研究旨在通过对Mg/Al异种金属激光焊接进行试验研究,探究焊接参数对焊缝化学成分和微观组织的影响,并寻求一种高效、高质量的Mg/Al 异种金属激光焊接技术。
二、研究内容1. 研究Mg/Al异种金属材料的热物理性质和化学成分,确定激光焊接参数范围;2. 研究Mg/Al异种金属激光焊接的焊接过程和焊接接头的微观组织结构,分析Mg/Al异种金属激光焊接的强度和耐腐蚀性;3. 探究Mg/Al异种金属激光焊接参数对焊缝化学成分和微观组织的影响,寻求一种高效、高质量的Mg/Al异种金属激光焊接技术。
三、研究方法本研究将采用以下研究方法:1. 首先研究Mg/Al异种金属材料的热物理性质、结构与组成等方面的信息,调节激光焊接参数,包括激光功率、焊接速度等;2. 进行Mg/Al异种金属激光焊接试验,评估焊缝的外形、缺陷和结构特征等性质,并对焊接过程进行记录和分析;3. 对焊缝的化学成分和微观结构进行分析和观察,利用金相显微镜、扫描电子显微镜等测试方法分析焊缝强度和耐腐蚀性;4. 通过试验和分析,确定最佳的Mg/Al异种金属激光焊接参数,研究焊接参数对焊缝化学成分和微观组织的影响。
四、预期成果本研究将研发出一种高效、高质量的Mg/Al异种金属激光焊接技术,为轻量化汽车技术的发展提供新的解决方案。
同时,通过对焊接参数对焊缝化学成分和微观组织的影响进行深入研究,提高异种金属激光焊接的质量和稳定性,扩展其应用范围,为工业生产提供更加科学有效的技术支持。
异种金属焊接问题及焊接工艺探讨
异种金属焊接问题及焊接工艺探讨摘要:科学技术的飞速发展给各行业带来了新的发展,重点表现在制造加工行业。
制造加工产业涉及的范围广泛,而且制造产品零件数量多,加工过程繁琐,加工难度较大,现如今对于制造产品的质量要求也越来越高,制造产品的质量除了与材料本身有关,还与产品的加工方式有关,比如焊接工艺就会影响零部件的整体性能。
本文主要介绍了异种金属焊接的特点,对常见的异种金属焊接问题进行了分析,结合个人的工作经验,给出了焊接工艺措施建议,仅供相关人士参考。
关键词:异种金属;焊接问题;焊接工艺引言随着新材料、新工艺、新设备的不断出现,对各类工程构件的性能提出了更高的要求,但是在工程技术中任何一种材料都不可能完全满足使用性能的要求。
由不同材料组成的结构不仅能充分利用各组成材料的优异性能,达到工程中的使用上的要求,而且还能节约贵重金属,降低结构整体成本,提高经济效益,在某些情况下异种材料结构的综合性能甚至超过单一金属结构。
因此异种金属焊接在各行业中得到越来越多的运用和受到人们的重视。
但近年来,国内外多次发生异种金属焊接结构的早期失效事故。
因此,如何保证异种金属焊接接头的可靠性就成为保证结构安全运行的关键。
所以,研究异种金属之间的焊接具有重要的工程实用意义。
1异种金属焊接的特点在各种加工制造行业中,采用铝合金与钢为基本材料的金属构件已经成为了一种主流,铝合金具有质量轻、耐腐蚀性强、塑性好等特点,钢则是目前机械加工行业最常见的金属材料之一,机械连接虽然能够实现高强度的连接,但是无法保证连接的气密性,而且进行机械连接会留下连接痕迹,影响美观。
因此焊接成为了异种金属的连接中最常用的连接手段,由于铝与钢的物理性能存在较大的差异,所以给焊接过程带来了一定的难度,具体包括以下几点:①不同材料结构中的分子或原子之前的相互作用力的强弱决定了彼此是否能够直接形成焊接连接,即两种不同金属材料在液体状态和固体状态时都能够无限互溶,这便于形成性能良好的焊接连接[1]。
异种金属的焊接性问题阐述
异种金属的焊接性问题阐述一、绪论目前对于异种金属合成的发展,铝和钢的焊接也成为机械制造业中的重点与难点,由于不同金属性能的差别,导致异种金属的焊接具有较大的难度性。
钢和铝的连接方式有粘接与机械连接两种,粘接的使用比较局限,不适用于超强度的焊接要求,适合对接头强度要求低的焊接过程;而机械焊接能实现较高的接头焊接强度,但是不能保证良好的气密性,而且机械连接一般会留下连接痕迹[1],对于要求精密的金属部件,这种方法显然不适合。
为了实现异种金属的合成,达到最佳的金属性能,降低金属制造成本,近年来,广大研究人员正在对异种金属焊接技术进行研究与探索,本文就异种金属焊接技术的相关方法与问题进行了论述。
二、铝钢异种金属的焊接性在各种加工制造行业中,铝合金的质量轻、耐腐蚀性强、延展性较高[2],成为目前广泛应用的一种轻金属,而钢是机械加工行业中使用最普通的金属,在工业建设中扮演着重要的角色。
近年来,以铝、铝合金为基本材料的金属构件使用越来越普遍,并得到了人们的关注。
铝与钢的金属的物理与化学性能上有较大的差异,导致铝与钢焊接过程难以实现,主要的差异体现在以下几点:(1)熔点不同;钢的熔点比铝的熔点高,在两者进行焊接的过程中,由于温度的变化当铝完全熔化成液体的状态时,钢仍处于固态的形式;两者的密度也相差很大,如果实现了铝与钢的同时融化,这时候由于液态的铝水比钢水的密度小,会浮在钢水上,在对金属进行冷却、定型时,就导致两种金属融合的不均匀,从而降低金属接头的性能。
(2)夹渣现象容易发生;夹渣现象指的是铝及合金在焊接的过程,在母材上形成氧化膜,这种氧化膜很难融化,从而阻碍了两种金属的融合;通常在熔池表面也会产生氧化膜,并随着温度的升高变得越来越厚。
氧化膜会严重影响到液态金属的融合,最终导致金属焊缝中出现夹渣的现象[3]。
(3)铝钢焊接接头变形问题;由于铝与钢的密度、热导率相差较大,两者的线膨胀系数也差距很大,在铝和钢的焊接过程中会造成焊接接头的变形,严重时会造成焊接金属裂纹的产生。
发动机异种材料激光焊接技术获突破
发动机异种材料激光焊接技术获突破
随着汽车工业的不断发展,发动机的性能要求也越来越高,其
中材料的选择尤为重要。
目前,很多发动机采用的是铝合金或镁合
金材料,但是这些材料在一些特定应用的情况下往往不能满足要求。
因此,发动机异种材料激光焊接技术的研究被提上了日程。
发动机异种材料激光焊接技术的研究难点在于如何克服材料差
异带来的焊接质量问题。
通常情况下,不同材料之间的熔池流动性、热膨胀系数、热导率等参数不同,容易引起内应力,甚至在焊接过
程中发生裂缝。
因此,如何实现可靠的焊接连接是当前研究的重点。
最近,一项关于发动机异种材料激光焊接技术的研究获得了重
大突破。
研究者采用了先进的激光焊接设备,利用高热输入和快速
冷却技术,成功地实现了铝合金与钛合金的焊接连接,而且焊接质
量非常高。
同时,还研发了一套适用于不同材料的焊接参数优化方案,并通过实验证明了其可行性。
该技术的优点在于焊接强度高、质量稳定、焊缝形态美观等,
同时还具备高生产效率和低环境污染等特点。
在未来,该技术有望
广泛应用于汽车、航空等领域的发动机焊接连接中。
发动机异种材料激光焊接技术的突破将会为相关行业带来一些
全新的机遇和应用。
相信在不久的将来,该技术将会得到更多的应
用和推广。
1。
异种金属焊接的特点
异种金属焊接的特点
以下是 6 条关于异种金属焊接的特点:
1. 异种金属焊接那可真是像一场刺激的冒险呀!你想想,把完全不同的两种金属连接在一起,就好比让猫和狗和谐共处,这多有挑战性啊!比如说铜和铝焊接,一个软一个硬,怎么让它们完美结合呢?
2. 异种金属焊接的难度有时候高得吓人呢!这简直就是在走钢丝啊!就好像让水和火相融,要多小心啊!像钛合金和不锈钢的焊接,稍有不慎就会前功尽弃呀!
3. 嘿,异种金属焊接有时就像是破解一个超级难的谜题!你得绞尽脑汁去找到最佳方案,不是吗?比如焊接镍和铁,那真得好好琢磨技巧才行呢!
4. 哇塞,异种金属焊接的复杂程度可真不一般呐!这不亚于驯服一头凶猛的野兽啊!就拿钼和铬的焊接来说,没有足够的经验和技巧能行吗?
5. 异种金属焊接可太需要技巧了呀,这就好像在茫茫大海中寻找正确的航向!比如说焊接锆和钽,那不得小心翼翼地摸索着前进嘛!
6. 哎呀,异种金属焊接绝对是焊接中的大考验啊!像是跨越一道很难跨越的沟坎!比如把钨和钴焊接在一起,那可真是困难重重呢!
结论:异种金属焊接充满挑战和难度,但也正是因为这样,才让焊接工作更加有意义和有价值呀!。
钛-铝异种轻合金脉冲激光焊接工艺及接头性能研究
钛-铝异种轻合金脉冲激光焊接工艺及接头性能探究关键词:钛/铝异种轻合金、脉冲激光焊接、焊接参数、接头性能、物理力学性能测试。
I. 引言钛/铝异种轻合金因其低密度、高强度、高刚性等特点,在航空航天、轻量化汽车、军工制造等领域得到广泛应用。
然而,钛/铝异种轻合金的焊接技术却存在许多挑战,比如焊接热输入大、易产生氧化等问题,而且焊接缺陷率较高,影响焊接接头的质量和性能。
因此,探究钛/铝异种轻合金脉冲激光焊接工艺及接头性能,对于提高生产效率、降低成本、保障产品质量和安全具有重要意义。
II. 材料及方法试验所用材料为Ti-6Al-4V钛合金和2024-T4铝合金,并接受SEM、EDS、XRD等手段对材料的组织微观结构、化合物相及成分进行了分析。
在Akira拍打式垂直震动平台上接受脉冲激光焊接机械装置进行试验,包括激光单点焊、低速脉冲焊接和高速脉冲焊接。
焊接参数包括激光功率、脉冲频率、注入速度、升温速率等,依据试验数据进行优化和调整。
III. 结果与分析接受激光单点焊、低速脉冲及高速脉冲焊接试验,分别对焊接过程中的焊接缺陷、成形质量、极限拉伸强度、断口形貌等进行了分析和评估。
试验结果表明,在合适的焊接参数下,钛/铝异种轻合金的脉冲激光焊接可以得到较好的成形质量和焊接性能,且焊缝形貌平整、无裂纹等缺陷。
同时,通过物理力学性能测试,如低温冲击韧性、高温疲惫寿命等,验证了焊接工艺参数的可靠性和稳定性。
IV. 结论本探究针对钛/铝异种轻合金脉冲激光焊接工艺及接头性能进行了深度探究,通过对该材料性能、结构特点和组织微观结构等多方面进行分析,确定了最佳的焊接参数。
进一步,接受焊接机械装置进行了激光单点焊、低速脉冲及高速脉冲焊接试验,对焊接缺陷、成形质量、极限拉伸强度、断口形貌等进行了分析和评估,并提出了优化方案。
最后,对焊接接头进行物理力学性能测试,验证了焊接工艺参数的可靠性和稳定性,为工业应用提供了参考本探究将钛/铝异种轻合金用于脉冲激光焊接,成功地实现了焊接。
关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨
216管理及其他M anagement and other关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨邵 慧(锦西工业学校,辽宁 葫芦岛 125000)摘 要:异种金属焊接的主要目的是在单位金属中能够挖掘出更大的效能,转变金属原本的内部结构,将金属二次加工,适当取代一些贵重金属材料的使用,能够有效降低工程原材料的成本消耗。
当下市场中常见的异种金属加工有铝以及铝合金金属焊接加工工艺,在加工工作中能够获得二者相结合的最大化经济效益。
异种金属焊接是生产制造业中常见的环节之一,但是,我国零部件生产市场中的产品数量较多,产品种类丰富,加工范畴十分广泛,针对这一市场环境,需要企业和相关技术人员全方位了解焊接工艺在零部件加工工作中的实施效果,选择最佳性价比的生产加工方式。
在本文的论述中简明、生动的探究异种金属焊接的特点、生产加工中常见的问题、具有代表性的加工工艺等等,力求能够为相关企业提供可行性工作方案。
关键词:异种;金属;焊接;问题;工艺中图分类号:U466 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)14-0216-2收稿日期:2021-07作者简介:邵慧,女,生于1982年,辽宁朝阳人,汉族,本科,中级讲师,研究方向:焊接。
目前,我国金属焊接、加工工作并不是一帆风顺的,其中蕴含着大量的问题需要解决,一部分焊接事故甚至造成了工作人员的生命、财产损失,需要工程师、技术人员、科学家对金属焊接工作进行全方位研究,得出更加安全、高效的焊接方式,保证产品既能够满足工程建设的需求,还能够确保生产加工工作中的安全性和稳定性,给予企业丰厚的经济效益。
因此,在开展金属焊接工作中,技术人员需要不断提升自身的工作能力、设备操作技术、安全意识等,力求能够提升异种金属的焊接质量。
1 异种金属焊接的基本特征异种金属焊接在我国已经具备相当长的发展历史,且焊接之后的金属已经广泛应用于各个领域,其中最为常见的一种便是钢与铝合金,钢是当下工程建设、加制造行业中广泛使用的金属材料之一,而铝合金的单位重量较低,具有极强的可塑性,耐腐蚀效果理想。
2024年浅谈异种金属的焊接
2024年浅谈异种金属的焊接一、异种金属定义异种金属,顾名思义,指的是在化学成分、物理性能以及机械性能等方面存在显著差异的两种或多种金属。
在实际应用中,由于不同金属具有各自独特的优点,异种金属的连接需求应运而生。
这种连接不仅要求保持原有的金属特性,还需要确保连接处的强度和密封性,因此,异种金属的焊接成为一项重要技术。
二、焊接性评估在进行异种金属焊接之前,首先需要对两种金属的焊接性进行评估。
这包括对金属的化学成分、物理性能、机械性能以及热处理性能的全面分析。
通过对比两种金属在这些方面的差异,可以预测焊接过程中可能遇到的问题,并据此选择合适的焊接方法和材料。
三、焊接方法选择异种金属焊接的方法选择需要考虑多种因素,如金属的种类、厚度、结构形式以及焊接要求等。
常见的焊接方法包括电弧焊、激光焊、等离子焊等。
在选择焊接方法时,需要确保焊接过程中的热量输入、熔池形成和冷却速度等参数能够满足异种金属焊接的要求,以获得高质量的焊接接头。
四、焊接材料选用焊接材料的选择对于异种金属焊接的成功至关重要。
在选择焊接材料时,需要考虑母材的化学成分、力学性能以及焊接工艺要求。
通常情况下,焊接材料的成分应介于两种母材之间,以确保焊接接头在性能上能够与母材相协调。
此外,焊接材料的熔点和热膨胀系数等特性也需要与母材相匹配,以避免产生焊接缺陷。
五、焊接工艺参数焊接工艺参数的选择直接影响到焊接接头的质量和性能。
在异种金属焊接中,需要特别关注焊接电流、电压、焊接速度、预热温度等参数的设置。
这些参数的选择需要综合考虑金属的种类、厚度、热导率以及热膨胀系数等因素。
通过合理的工艺参数设置,可以获得良好的焊缝成形和焊接接头性能。
六、焊接接头设计焊接接头的设计对于异种金属焊接同样重要。
在接头设计时,需要充分考虑应力分布、热传递以及变形等因素。
合理的接头设计可以减少焊接过程中的应力集中和变形,提高焊接接头的强度和密封性。
同时,还需要考虑接头的可维修性和可检查性,以便在必要时进行修复或更换。
三类植入医疗器械的异种金属材料激光焊接工艺
三类植入医疗器械的异种金属材料激光焊接工艺【摘要】三类植入医疗器械需要进入人体血管组织并长期植入在人体,其尺寸小且精度要求高,需要通过激光焊接的工艺将显影用的铂、金、钽等材料焊接到不锈钢、钴铬合金、镍钛合金等三类医疗器械上。
【关键词】金属材料激光焊接,异种材料焊接,医疗器械目前三类植入医疗器械以金属零部件为主要组成部分,主要用的金属材料有316LVM不锈钢、L605和MP35N的钴铬合金、镍钛合金、钛合金等,这些金属材料本身在X射线下的显影效果不佳,因此通常要配合铂、铂-铱合金、金、钽等X射线不能透过的金属材料作为显影标记。
例如用形状记忆镍钛合金管材经过激光切割、热处理定型、电解抛光工艺制成的下肢外周血管支架,其两端通常每端需要2-4个显影点用以在手术时显示支架两端的位置。
通常在其由于不同金属材料的物理性能有较大差异,加上三类植入医疗器械本身尺寸小且精度要求高,给医疗器械上异种金属材料焊接带来极大挑战。
1、焊接材料分类和焊接过程1.1按照激光焊接特效对材料分类材料通过吸收激光发热,从固态变为熔融的液态甚至气化为气态,在这个过程中材料对激光的吸收效率是不同的。
当材料处于固态时,不同类型材料对激光的吸收效率有较大差异;当材料从固态变为液态时,激光能量的吸收会发生巨变;当材料气化时,入射的激光几乎全部被有效吸收。
因此选择合适的激光功率密度是激光焊接工艺的一个关键点:激光功率密度不足时,激光能量不足以将固态的金属熔化,达不到激光焊接目的;激光功率密度过高时,金属材料直接气化,会造成焊接孔洞等焊接缺陷。
按照材料熔化、汽化所需的功率密度,可以将材料分为三类。
表1:材料分类所需激光功率密度的目的是确保激光能量有效的耦合到材料表面,这个过程称为表面耦合效应。
建立此新表面通常需要几皮秒(1.0E-12秒)的时间,新表面的厚度通常为0.1um。
表面耦合效应必须得到保证,否则部分激光能量会被反射从而不起作用。
1.2异种材料激光可焊性的判别步骤一:查看每种合金的组成,并将合金元素按照第一部分的三种材料类别进行归类:1)如果合金元素成分属于同一类别,则确信可以焊接。
异种金属激光焊接关键问题研究
异种金属激光焊接关键问题研究摘要:现代工程结构要求对异种金属材料进行。
焊接具有密度高、焊缝深宽比大、热影响区窄以及变形小等特点,成为异种金属材料焊接的有效方法。
异种金属过程包含多种效应,机制复杂。
比如,材料性能差异对焊缝微观组织与宏观性能的影响;焊接熔池的形成、演化机制;熔池凝固过程焊接缺陷及残余应力形成等。
围绕异种金属激光焊接过程中的关键问题,国内外开展了诸多研究工作,对此进行了全面阐述。
在此基础上,指出异种金属材料激光焊接研究中的不足及发展方向。
1 引言异种金属材料焊接是解决构件同时满足多方面性能要求的有效途径。
焊接方法有多种,比如氩弧焊(TIG)、电阻焊、摩擦焊、电子束焊以及激光焊等。
与其他焊接方法相比,激光焊具有热源密度集中、焊缝深宽比大、热影响区小、可控性好等特点,而且相对电子束焊,激光焊接气压要求低,通常不需要真空环境。
异种金属激光焊接始于20世纪70年代,目前成为航空航天、船舶制造、汽车制造诸领域重要的先进制造技术之一。
异种金属激光焊接过程包含多种物理效应。
具体表现为:金属材料对激光的吸收;激光材料相互作用引起的材料相变;能量与动量的传递与转换;光致等离子体对激光的散射与吸收;熔池形成及演化;匙孔(keyhole)效应以及熔池凝固等。
从复杂物理现象中提取科学问题,并对这些科学问题开展研究工作具有重大意义。
2 异种金属激光焊接关键问题异种材料激光焊接机制复杂。
比如,焊接材料热物性随温度变化差异;异种金属对于激光的吸收率差异及其随温度变化特性;熔池形成及演化机制;凝固过程焊缝熔化区与热影响区组织演化;激光焊接接头缺陷的形成、焊接残余应力与变形产生等。
但其关键问题可归结为材料性能差异对焊缝微观组织与宏观性能的影响;焊接熔池的形成、演化机制和熔池凝固过程焊接缺陷及残余应力形成。
2.1 材料性能差异对焊接接头微观组织与宏观性能的影响异种金属材料具有热物性差异(常见金属热物性见表1所示),这种差异是影响焊接过程的最主要因素。
镁铝异种材料激光焊接过程问题探讨
镁铝异种材料激光焊接过程问题探讨摘要:在本篇文章中,主要论述了激光焊接处于镁铝异种合金焊接中存在的优势,分析了镁铝异种合金激光焊接的焊接性能,探究了存在的问题,详细探讨了激光焊接的金属间化合物焊接稳定性等方面。
关键词:镁铝异种材料;激光焊接;研究现状;发展情况通过相关探究表明,汽车方面每使用1kg的镁合金,将减少30kg尾气排放。
从中来看,未来发展潜力良好,镁合金和铝合金均属于轻质类型的金属材料,结构材料本身具备密度较低的特征,强度非常高,便于铸造以及回收利用,在航空和汽车等工业领域内应用效果良好,因为异种金属之间物理和化学方面存在着差别,因此镁铝异种金属的连接限制了异种负荷结构件的有效应用,焊接过程中存在着一系列问题,比如母材本身容易氧化、热膨胀系数增大,容易发生裂纹和气孔等缺陷。
现阶段,镁铝合金的焊接方式有以下几种,其分别是融化焊、压力焊和钎焊,激光焊接因为有着能量密度高、热度集中、便于控制热输入、焊接进度快、影响程度小、能够实现自动化目标等一系列优势而得到了良好应用,但由于镁铝两种金属自身特点的原因,导致两者无法达到满意的焊接接头,所以研究的关键在于镁铝异种合金激光焊。
1、镁铝异种金属激光焊接特征分析当焊接镁铝异种材料的过程中,虽然激光焊接技术有着明显的优势,可是从镁铝异种合金激光焊接实际开展现状来看,依旧有着诸多的难点存在。
镁铝两种金属之间的相互溶解都是非常小的,产生该种现象的具体因素是因为镁铝的晶体结构不一样,镁是密排六万晶体结构,铝是面心立方结构,两者之间相互溶解程度是非常小的,难以有效形成焊缝融合区,从而导致焊接接头的力学性能降低。
基于异种金属物理化学性能之间的差别存在,增加了异种金属焊接的难度,该项难度远远超过了同种金属焊接的难度。
镁铝两项金属的线膨胀系数非常大,包含了非常低的熔点,这就增加了镁铝焊接过程中元素蒸发烧损现象出现概率,较大的线膨胀系数使焊接过程中焊接接头位置发生变形现象。
异种金属焊接问题及焊接工艺分析
异种金属焊接问题及焊接工艺分析摘要:现阶段,随着我国科技水平的不断提高,异种金属焊接得到了广泛的普及和应用。
本文主要阐述了异种金属焊接的基本特征,对其存在的常见问题和焊接工艺进行分析,旨在提升我国异种金属的焊接质量,促进我国工业的健康发展。
关键词:异种金属;焊接;问题;焊接工艺引言现代工程中大多数零件的工作环境都为高温、低温、电磁场、腐蚀介质或放射性环境,其中金属材料成为零件的主要原料之一。
而随着技术的发展,对零件要求也不断提升,一种金属材料已经无法满足实际使用需求。
因此在金属零件锻造中,不仅需要对同种材料进行焊接,同时需要对异种材料进行焊接。
在焊接过程中,不仅需要满足不同工作条件对金属材料的不同需求,考虑到成本问题,同时需要节约金属资源,发挥不同金属材料的性能优势。
例如,铝及铝合金金属的应用,在生产制造的过程中,就需要提高异种金属的焊接工艺,对二者之间进行连接,最终实现效益最大化。
1异种金属焊接的基本特征当前异种金属焊接的主流搭配是钢与铝合金,钢是目前机械加工行业领域中最为常见的金属材料,而铝合金则具有质量轻、塑性好、耐腐蚀性强等等特点,比较常见的二者连接方式具有以下两种:一是粘结方式。
该方式中接头的机械强度十分有限,可能无法满足高强度焊接要求,使用情况相对偏少;二是机械连接。
该连接方式能够实现异种金属之间的高强度连接,但无法保证连接气密性,且如果机械连接方式会在连接段留下连接痕迹,严重影响美观。
综上所述,焊接就成为了最为常见的连接手段。
考虑到铝与钢的物理性能存在较大差异。
因此,其焊接过程可能存在较大难度。
以下介绍了几点异种金属焊接的基本特征:(1)焊接熔点特征。
异种金属代表了不同种类金属,所以它们的熔点必然不同,对于铝材料金属而言它的熔点表现偏低,所以在与钢进行异种金属焊接过程中必然出现铝金属材料先完全融合,整体呈现液态,而钢依然处于固态的焊接熔点不同步情况。
(2)焊接密度特征。
还以钢与铝合金为例,这两种金属的密度不同,其中液态的钢水密度要大于铝水,如果二者同时融化就会出现铝水浮在钢水上的情况。
异种钢激光焊接技术的研究的开题报告
异种钢激光焊接技术的研究的开题报告
一、研究背景和意义
异种钢激光焊接技术是一种高新技术,其应用范围广泛,包括汽车、航空航天、轨道交通等领域。
汽车、航空航天、轨道交通等工业产业必须寻找一种能够满足不同材料组合拼接的高效率和高可靠性焊接方法,因此,异种钢激光焊接技术的研究具有理论和应用的双重意义。
该技术还能够为科学前沿领域的探索做出贡献,并引导相关领域技术的发展方向。
二、研究内容和研究方法
本研究的主要内容是探讨异种钢激光焊接技术的研究现状和发展方向,结合国内外相关工业领域的应用实践,分析异种钢激光焊接技术存在的问题,并提出相应的解决方法,最终实现对异种钢激光焊接技术的优化和改进。
本研究采用文献资料法、实验研究和理论分析等方法,将对异种钢激光焊接技术的发展进行探讨。
在实验研究方面,将制作一定数目的试件,通过焊接实验,探明异种钢激光焊接过程中的关键问题,如金属材料的选择、工艺参数的调节、焊缝质量检测等。
三、预期研究成果和意义
本研究预计在异种钢激光焊接技术方面取得以下成果:
1. 深入了解异种钢激光焊接技术的发展现状和关键问题。
2. 探明一些异种钢激光焊接过程中的原因造成的关键问题,并提出相应的改进措施,为实际工程应用提供借鉴。
3. 为进一步提高异种钢激光焊接技术的质量和效率提供技术支持和理论基础。
本研究的实际意义在于:通过本研究,我们将为工程实践提供参考,为提高异种钢激光焊接技术的质量、效率和稳定性做出贡献,并积极推进该领域的科研进展。
异种金属焊接问题及焊接工艺分析 付贵
异种金属焊接问题及焊接工艺分析付贵摘要:随着我国的科学技术的不断创新,各种新设备、新技术、新工艺应运而生,随之对我国的工程构件的质量提出了更高的要求。
但是在进行工程施工时,不论是哪一种材料,都不可能全面满足施工的需求。
为了能够满足施工的需求,人们开始将不同的材料进行有效融合,让这些材料的性能得到了充分的发挥。
同时还能够有效替代贵重金属,减少不必要的经济投入,提升企业的经济效益。
所以在社会的各个行业之中,经常可以看到异种金属焊接的广泛应用。
但是,近几年我国经常发生异种金属焊接失效的情况,造成了一定的财产损失和人员伤亡。
关键词:异种金属;焊接问题;焊接工艺引言现代工程中大多数零件的工作环境都为高温、低温、电磁场、腐蚀介质或放射性环境,其中金属材料成为零件的主要原料之一。
而随着技术的发展,对零件要求也不断提升,一种金属材料已经无法满足实际使用需求。
因此在金属零件锻造中,不仅需要对同种材料进行焊接,同时需要对异种材料进行焊接。
在焊接过程中,不仅需要满足不同工作条件对金属材料的不同需求,考虑到成本问题,同时需要节约金属资源,发挥不同金属材料的性能优势。
焊接作为一种金属材料加工的重要技术,在特定情况下,异种金属构件的性能远远高于单一金属。
异种材料目前已经在电子、机械、化工、航天、造船以及多种其他领域得到广泛应用,异种金属焊接已经成为工业发展的一种趋势。
为确保能够更好满足工业发展需求,对异种金属焊接工艺技术进行研究。
1 异种钢焊接特点1)焊缝金属会被珠光体母材稀释,易产生马氏体组织,恶化接头质量。
2)奥氏体焊缝金属紧邻熔合线处存在一个窄的低塑性带,宽度一般为0.2~0.6mm,其化学成分和组织不同于焊缝的其它部分,通常称为熔合区脆性交界层,会降低冲击韧性。
3)焊接接头在焊后热处理或在高温条件下工作时,焊缝的熔合线附近会出现碳的扩散迁移现象,即在熔合线的珠光体一侧产生脱碳层,而在相邻的铬镍奥氏体焊缝中产生增碳层,使接头变脆,会降低接头的高温持久强度和耐蚀性。
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浅谈异种金属激光焊接
作者:张宁曲浩然
来源:《北极光》2016年第02期
摘要:随着的社会科技与经济水平的发展,现代工业对零部件的性能提出了更高更多样化的要求。
目前任何单一的金属材料都不可能完全满足生产全面的需要,虽然有极少类别的金属能达到理想的效果,但是这种类别的金属往往也比较昂贵,因此在实际的工业作业工程中,对异种金属进行合成的技术就成为了重点。
在工业生产中,铝及铝合金的应用较为广泛,近年来铝与钢连接问题热度持续上升,但是铝和钢的焊接问题具有较大的难度性。
本文首先对异种金属的焊接性问题进行了阐述,然后对目前铝和钢焊接的相关方法做出了说明,不同的焊接方式各有利弊,说明我国铝和钢焊接的未来发展前景还是比较广阔的。
关键词:钢铝焊接;异种金属;焊接技术;问题
一、绪论
目前对于异种金属合成的发展,铝和钢的焊接也成为机械制造业中的重点与难点,由于不同金属性能的差别,导致异种金属的焊接具有较大的难度性。
钢和铝的连接方式有粘接与机械连接两种,粘接的使用比较局限,不适用于超强度的焊接要求,适合对接头强度要求低的焊接过程;而机械焊接能实现较高的接头焊接强度,但是不能保证良好的气密性,而且机械连接一般会留下连接痕迹,对于要求精密的金属部件,这种方法显然不适合。
为了实现异种金属的合成,达到最佳的金属性能,降低金属制造成本,近年来,广大研究人员正在对异种金属焊接技术进行研究与探索,本文就异种金属焊接技术的相关方法与问题进行了论述。
二、铝钢异种金属的焊接性
在各种加工制造行业中,铝合金的质量轻、耐腐蚀性强、延展性较高,成为目前广泛应用的一种轻金属,而钢是机械加工行业中使用最普通的金属,在工业建设中扮演着重要的角色。
近年来,以铝、铝合金为基本材料的金属构件使用越来越普遍,并得到了人们的关注。
铝与钢的金属的物理与化学性能上有较大的差异,导致铝与钢焊接过程难以实现,主要的差异体现在以下几点:
(1)熔点不同;钢的熔点比铝的熔点高,在两者进行焊接的过程中,由于温度的变化当铝完全熔化成液体的状态时,钢仍处于固态的形式;两者的密度也相差很大,如果实现了铝与钢的同时融化,这时候由于液态的铝水比钢水的密度小,会浮在钢水上,在对金属进行冷却、定型时,就导致两种金属融合的不均匀,从而降低金属接头的性能。
(2)夹渣现象容易发生;夹渣现象指的是铝及合金在焊接的过程,在母材上形成氧化膜,这种氧化膜很难融化,从而阻碍了两种金属的融合;通常在熔池表面也会产生氧化膜,并
随着温度的升高变得越来越厚。
氧化膜会严重影响到液态金属的融合,最终导致金属焊缝中出现夹渣的现象。
(3)铝钢焊接接头变形问题;由于铝与钢的密度、热导率相差较大,两者的线膨胀系数也差距很大,在铝和钢的焊接过程中会造成焊接接头的变形,严重时会造成焊接金属裂纹的产生。
三、铝和钢焊接的相关方法与问题
1.铝和钢的压焊
在铝和钢的焊接过程中,形成铝钢复合板是通过滚焊或爆炸复合的方式,但在这个过程中,铝和钢之间容易形成硬度较高的化合物,由于铝与钢物理、学相关的差异较大,导致压焊过程金属的高塑性变形,从而使金属材料发生高密度位错,形成高硬度的化合物,影响复合板的使用性能。
为了提高铝合金与钢板的接触力度,相关研究人员发现了压轮的方法,使用压轮的方法能提高压焊过程中铝和钢之间的热传递速率;由于金属间脆性物质的存在,金属间的断裂现象时有发生,激光压力焊接技术的普及与应用提高了金属间的延展性与强度,激光压力焊可以根据不同的压力使用不同功率的激光,有效的提高了接头的强度。
2.铝和钢的搅拌摩擦焊
当对铝合金和不锈钢进行焊接时,我们通常采用搅拌摩擦焊的方式提高焊接的质量。
大量的实验表面,当异种金属焊接过程中处于低转速的情况下,如果不能保证温度增长的速度,就会造成焊接接头的烧坏;而在高转速下,金属又会快速燃烧,也不能很好的保证金属的性能。
铝和钢在焊接过程中未来保证良好的焊缝强度与接头形态,通常采用摩擦搅拌焊,这种方法在异种金属焊接中的使用率很高,具有节约能源、时间的优点,所需的能量与温度较低,保证了异种金属良好的形态,但是其焊接效率还仍需进一步提高,相关的研究与工艺也不太成熟。
3.钎焊
近年来,相关研究人员对铝合金与不锈钢的焊接工艺做出了研究,利用钎焊工艺方法降低了异种金属焊接过程中焊缝的化合物的产生。
实验表明采用钎焊工艺方法进行焊接能防止铝、铁原子的扩散,根据钢和铝的熔点差异,利用铜与焊缝交界面产生的AlCu有效的提高了焊缝的裁剪性能,很好的结合并利用了钎焊与熔焊的特点。
近年来,钎焊形式一电弧焊形式的焊接方法也广为传用,钎焊形式一电弧焊方法的原理是利用电源对钢以及铝进行加热,并将铝基焊丝接头进行融化,同时保证钢母材的固态状态。
钎焊形式一电弧焊方法实现了熔焊方法的结合,具有很高的灵活性,并且不会造成能源的浪费,是一种高效的高温焊接方式。
利用钎焊形式一电弧焊方法进行异种金属的焊接时,很大程度的
缩短了钎焊接头在高温下的处理时间,抑制了母材产生较大晶粒,保证了焊接后金属外观的流畅与美观,具有较好的自动化性能,很大地提高了异种金属焊接的质量。
四、结语
社会科技与经济水平的发展对机械制造业的发展水平提出了更高的要求,为了提高金属构件的性能,异种金属合成的课题被人们广泛关注起来。
铝和钢之间性质差异较大,两者的焊接问题一直都是广大研究人员的研究难点。
异种金属焊接技术质量的提高直接影响到金属结构复合工程的发展,甚至成为整个机械制造业的发展的重要指标。
(作者单位:齐齐哈尔工程学院)。