铝合金激光焊接难点及解决对策

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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。

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一、1.1 铝合金材料的特性铝合金是一种非常优良的金属材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀等特点。

铝合金的这些优点也给激光焊接带来了一定的难度。

铝合金的高反射率使得激光束在焊接过程中容易产生散射,影响焊接质量。

铝合金的热导率相对较低,导致焊接过程中热量难以迅速传递到熔池,容易产生气孔等缺陷。

铝合金中含有较多的杂质元素,如铜、镁等,这些杂质会与激光发生反应,形成有害物质,影响焊接质量和稳定性。

二、2.1 激光焊接技术的发展为了克服铝合金激光焊接的难点,研究人员不断尝试改进激光焊接技术。

目前,主要采用的激光焊接方法有脉冲激光焊接、连续波激光焊接、调制激光焊接等。

其中,脉冲激光焊接是一种非常有效的方法,它可以实现高功率密度、短脉冲时间的焊接,有效提高焊缝质量。

研究人员还通过改进激光器结构、优化焊接参数等手段,进一步提高了激光焊接的效果。

三、3.1 工艺措施的选择针对铝合金激光焊接的难点,我们可以从以下几个方面采取相应的工艺措施:1. 提高激光功率:增加激光束的能量,有助于提高焊缝的形成速度和深度,从而减少气孔等缺陷的产生。

但是,过高的功率会导致焊缝过热,降低焊缝质量。

因此,需要在保证焊缝质量的前提下,合理选择激光功率。

2. 减小光斑直径:通过调整激光束的聚焦方式,减小光斑直径,有助于提高焊缝的精度和平滑度。

减小光斑直径还可以降低热量输入,减少气孔等缺陷的产生。

3. 优化焊接参数:根据铝合金的特性和具体焊接条件,合理选择焊接速度、焦距、电流等参数,有助于提高焊缝的质量和稳定性。

例如,适当降低焊接速度可以减少气孔的产生;增大电流可以提高焊缝的形成速度和深度。

4. 采用辅助气体保护:在激光焊接过程中,引入适当的辅助气体(如氩气、氮气等),可以有效地防止铝合金表面氧化和污染,提高焊缝的质量。

辅助气体还可以调节焊缝的形成过程,有助于改善焊缝的成形性能。

四、4.1 实际应用案例近年来,随着激光焊接技术的不断发展和成熟,铝合金激光焊接已经在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。

铝合金激光焊接机的焊接缺陷控制工艺

铝合金激光焊接机的焊接缺陷控制工艺

铝合金激光焊接机的焊接缺陷控制工艺与常规熔化焊相比,铝合金激光焊接加热集中、焊缝深宽比大、焊接结构变形小,但是也存在一些不足。

在大功率激光的作用下,铝合金激光深熔焊缝的主要缺陷是气孔、表面塌陷和咬边,其中表面塌陷、咬边缺陷可以通过激光填丝焊接或激光电弧复合焊接改善;而焊缝气孔缺陷控制则比较困难。

下面介绍铝合金激光焊接机的焊接缺陷控制工艺。

编辑添加图片注释,不超过 140 字(可选)了解铝合金激光焊接缺陷控制技术,首先了解铝合金激光焊接气孔缺陷如何产生的,铝合金激光深熔焊接存在两类特征气孔,一类为冶金气孔,同电弧熔化焊一样,由于焊接过程材料污染或空气侵入所导致的氢气孔;另一类为工艺气孔,是由于激光深熔焊接过程所固有的小孔不稳定波动所致。

在激光深熔焊过程中,小孔因液体金属粘滞作用往往滞后于光束移动,其直径和深度受等离子体/金属蒸汽的影响产生波动,随着光束的移动和熔池金属的流动,未熔透深熔焊接因熔池金属流动闭合在小孔尖端出现气泡,全熔透深熔焊接则在小孔中部细腰处出现气泡。

气泡随液体金属流动而迁移、翻滚,或逸出熔池表面,或被推回到小孔,当气泡被熔池凝固、被金属前沿俘获,即成为焊缝气孔。

显然冶金气孔主要靠焊前表面处理控制和焊接过程合理的气保护所控制,而工艺气孔关键就是保证激光深熔焊接过程小孔的稳定性。

根据国内激光焊接技术的研究,铝合金激光深熔焊接气孔控制应综合考虑焊接前、焊接过程、焊接后处理各个环节,归结起来有以下新工艺和新技术。

铝合金激光焊接机的焊接缺陷控制工艺:1.焊前处理方法。

焊前表面处理是控制铝合金激光焊缝冶金气孔的有效方法,通常表面处理方法有物理机械清理、化学清理,近年来还出现了激光冲击清理,这将进一步提高激光焊接自动化程度。

2.焊接工艺参数稳定性优化控制。

铝合金激光焊接过程工艺参数通常主要有激光功率、离焦量、焊接速度,以及气保护的成分和流量等。

这些参数既影响焊接区域的保护效果,又影响激光深熔焊接过程的稳定性,从而影响焊缝气孔。

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仍然存在许多技术难题。

本文将从以下几个方面探讨激光焊接铝合金的难点及采取的工艺措施。

一、铝合金材料的特性铝合金具有轻质、高强度、耐腐蚀等优良性能,因此在航空、航天、汽车等领域得到了广泛应用。

铝合金的热导率较低,热量传导速度较慢,这给激光焊接带来了一定的困难。

铝合金中含有大量的铝和硅元素,这些元素容易与氧原子发生化学反应,形成氧化膜,影响焊缝的质量。

二、激光焊接工艺参数的选择1. 功率密度功率密度是激光焊接过程中最重要的参数之一。

过高的功率密度会导致焊缝过深,产生裂纹;而过低的功率密度则会导致焊缝熔合不完全,产生气孔。

因此,选择合适的功率密度对于保证焊缝质量至关重要。

一般来说,铝合金的激光焊接功率密度应控制在3-5kW/cm2之间。

2. 频率和波长激光器的频率和波长对激光焊接的效果也有重要影响。

一般来说,波长越短,能量越高,焊缝熔合效果越好。

不同的铝合金材料对波长的适应性不同,需要根据实际情况进行选择。

频率的选择也会影响到焊缝的形成过程,一般建议控制在10-20kHz之间。

3. 焊接速度焊接速度是指激光束在单位时间内通过的距离,它直接影响到焊缝的形成过程。

过快的焊接速度会导致焊缝过深,产生裂纹;而过慢的焊接速度则会导致焊缝熔合不完全,产生气孔。

因此,选择合适的焊接速度对于保证焊缝质量至关重要。

一般来说,铝合金的激光焊接速度应控制在1-3m/s之间。

三、工艺措施针对上述难点,我们可以采取以下几种工艺措施:1. 预处理为了去除铝合金表面的氧化膜,可以在焊接前进行酸洗或碱洗等预处理方法。

这样可以有效地提高焊缝的质量,减少气孔等缺陷的产生。

2. 优化激光参数根据铝合金的特性和实际需求,合理调整激光功率密度、频率和波长等参数,以获得最佳的焊接效果。

还可以采用多波长焊接、双光束焊接等方法,进一步提高焊缝的质量。

铝合金激光焊接中的常见问题解决方法

铝合金激光焊接中的常见问题解决方法

铝合金激光焊接中的常见问题解决方法铝是较为活泼的金属,电离能低、导热性很高,表面极易形成难熔的Al2O3膜,在焊缝中容易形成未熔合、气孔、夹杂、热裂纹等缺陷,降低焊接接头的力学性能。

下面深圳市海维光电科技有限公司的小编就给大家介绍一下铝合金激光焊接中的常见问题解决方法。

为了实现激光对铝合金的焊接,可以从以下几个方面加以解决一些问题。

气体保护装置铝合金中低熔点元素损失影响最大的因素是气体从喷嘴喷出时的压力,通过减小喷嘴直径,增加气体压力和流速均可降低Mg、Zn等在焊接过程中的烧损,同时也可以增加熔深。

吹气方式有直吹和侧吹两种,还可以在焊件上下同时吹气,焊接中根据实际情况选择吹气方式。

表面处理铝合金对激光具有高反作用,对铝合金进行适当的表面预处理,如阳极氧化、电解抛光、喷沙处理、喷砂等方式,可以显著提高表面对光束能量的吸收。

研究表明,铝合金去除氧化膜后的结晶裂纹倾向比原始态铝合金大。

为了既不破坏铝合金表面状态,又能简化激光焊接工程工艺过程,可以采用焊前预处理的办法升高工件表面温度,以提高材料对激光的吸收率。

激光器参数焊接激光器分为脉冲激光器和连续激光器,脉冲激光器波长1064nm时光束特别集中,脉冲单点能量比连续激光器的大。

但是脉冲激光器的能量一般不超过,所以一般适用薄壁焊件。

脉冲模式焊接激光焊接时应选择合适的焊接波形,常用脉冲波形有方波、尖峰波、双峰波等,通常一个脉冲波时间以毫秒为单位,在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。

铝合金表面对光的反射率太高,当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60%-98%的激光能量因反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。

因此一般焊接铝合金时最优选择尖形波(见图 1 )和双峰波,波形上升阶段是为提供较大的能量使铝合金熔化,一旦工件中“小孔”形成,开始进行深熔焊时,金属熔化后液态金属对激光的吸收率迅速增大,此时应迅速减小激光能量,以小功率进行焊接,以免造成飞溅。

铝合金激光焊接技术难点分析

铝合金激光焊接技术难点分析

铝合金激光焊接技术难点分析铝合金型材具备高强度、高疲劳极限及其优良的断裂韧性和较低的裂痕拓展率,另外还具备优质的成型工艺性能和优良的耐腐蚀性,在航空公司、航天工程、小车、机械设备制造、船只及化工中已被很多运用。

铝合金型材的市场应用推动了铝合金焊接技术性的发展趋势,另外焊接方法的发展趋势又扩展了铝合金型材的主要用途。

但是,铝合金型材自身的特点促使其有关的焊接方法面临一些急需解决的难题:表面难熔的空气氧化膜、连接头变软、易造成出气孔、非常容易热膨胀及其导热系数过大等。

传统式的铝合金焊接一般选用TIG焊或MIG焊加工工艺,尽管这二种电焊焊接方法比能量很大,电焊焊接铝合金型材时要得到优良的连接头,但依然存有熔透能力较差、电焊焊接形变大、生产率劣等缺陷,因此大家刚开始寻找新的焊接工艺,20新世纪后半期激光设备慢慢刚开始运用于工业生产。

欧州空中客车公司生产制造的A340飞机场外壳,就选用激光焊接替代原来的铆合加工工艺,使外壳的净重缓解18%上下,生产制造成本费减少了近25%。

德国奥迪企业A2和A8铝制构造小汽车也获利于铝合金型材激光焊接的开发设计和运用。

这种成功的事例大大的促进对金属激光焊接机铝合金型材的科学研究,激光设备早已变成了将来铝合金焊接技术性的关键发展趋势。

金属激光焊接机具备功率密度高、电焊焊接热键入低、电焊焊接热危害区寸和电焊焊接形变小等优势,使其在铝合金焊接行业遭受分外的高度重视。

铝合金型材金属激光焊接机的难题和防范措施1.铝合金型材表面的高可逆性和高传热性这一特性能够用铝合金型材的外部经济构造来表述。

因为铝合金型材中存有相对密度挺大的自由电子,自由电子遭受激光器(明显的无线电波)逼迫振动而造成次级线圈无线电波,导致明显的反射面波和较差的散射波,因此铝合金型材表面对激光器具备较高的透射率和不大的消化率。

另外,自由电子的布朗运动受激而越来越更加强烈,因此铝合金型材也具备很高的传热性。

对于铝合金型材对激光器的高可逆性,世界各国已作了很多科学研究,实验得出结论,开展适度的表面预备处理如喷砂工艺、打磨砂纸打磨抛光、表面有机化学腐蚀、表面镀、高纯石墨镀层、气体炉中空气氧化等均能够减少光线反射面,合理地扩大铝合金型材对光线动能的消化吸收。

铝激光连续焊气孔

铝激光连续焊气孔

铝激光连续焊气孔引言:激光焊接作为一种高效、精密的焊接方法,广泛应用于金属材料的连接。

然而,在铝材料的激光焊接过程中,常会出现气孔缺陷,对焊接质量造成影响。

本文将探讨铝激光连续焊气孔的形成原因及其解决方法。

一、气孔形成原因:1. 气体释放:在激光焊接过程中,铝材料中的气体(如氧、氮、水蒸汽等)会因受热而释放出来,形成气孔。

2. 表面氧化:铝材料的氧化膜会影响焊接过程中的气体释放,导致气孔的形成。

3. 激光功率不匹配:激光功率过低或过高都会导致焊接过程中的气体释放不完全,从而产生气孔。

二、气孔的危害:1. 强度降低:气孔的存在会使焊缝的强度大大降低,影响焊接接头的承载能力。

2. 导电性下降:气孔会使焊接接头的导电性下降,影响电子设备的正常工作。

3. 漏液漏气:气孔会导致焊接接头的密封性下降,造成液体或气体的泄漏。

三、解决方法:1. 优化焊接参数:合理选择激光功率、焦点位置和扫描速度等参数,以提高焊接过程中的气体释放效果,减少气孔的形成。

2. 表面处理:采用去氧化、除油等方法,去除铝材料表面的氧化膜和污染物,提高焊接质量。

3. 氩气保护:在焊接过程中,使用氩气进行保护,减少氧气的接触,从而减少气孔的形成。

4. 预热处理:通过预热铝材料,可以提高其热导率,减少气体在焊接过程中的积聚和释放,从而减少气孔的形成。

5. 激光焊接头设计:合理设计焊接接头的结构,减少焊接过程中的气体积聚和释放,降低气孔的形成。

结论:铝激光连续焊气孔的形成是由气体释放、表面氧化和激光功率不匹配等原因引起的。

气孔的存在会降低焊接接头的强度和导电性,影响设备的正常工作。

为了解决气孔问题,可以优化焊接参数、表面处理、氩气保护、预热处理和合理设计焊接接头的结构等方法。

通过这些措施,可以有效减少铝激光连续焊气孔的形成,提高焊接质量和接头的性能。

铝合金激光焊接的问题如何解决

铝合金激光焊接的问题如何解决

激光在现今的机械加工行业中应用十分广泛,再加上由于激光技术具有焊接热输入低,焊接受热区域影响小和不易变形等特点,因而在铝合金焊接领域受到格外的重视。

但是从另一方面来说,激光加工由于铝合金的加工特点,在对铝合金激光焊接加工时,会存在一些焊接难点。

那么对于从事焊接加工的操作者来说,如何解决这些难题呢?铝合金激光焊接问题一:铝合金对激光吸收率低这个问题主要是由于铝合金材料的问题,由于铝合金对激光束的高初始反射率及其本身的高导热性,使铝合金在未熔化前对激光的吸收率很低。

对于这个问题,解决方法主要有以下几个方面:1、对铝合金材料进行表面预处理工艺。

例如生产中常用的砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀等预处理措施。

增加材料对激光的吸收率。

2、让光斑尺寸减小,使激光功率密度增加。

3、改变焊接结构,使激光束在间隙中形成多次反射,便于铝合金进行激光焊接加工。

铝合金激光焊接问题二:易产生气孔和热裂纹铝合金激光焊接过程中会轻易产生气孔和热裂纹的情况,对于这个问题,解决方法主要有以下几个方面:1、在焊接过程中调整激光功率波形,可以减少气孔不稳定塌陷,改变激光束照射的角度以及在焊接中施加磁场作用,也可以让焊接时产生的气孔得到有效控制。

2、在使用YAG激光器时,可以通过调整脉冲波形,控制热输入,以减少结晶裂纹。

铝合金激光焊接问题三:焊接接头力学性能下降焊接过程中合金元素的烧损,使铝合金焊接接头的力学性能下降。

对于这个问题,解决方法主要有以下几个方面:由于铝合金焊接产生的气孔不稳定,导致焊接接头的力学性能。

铝合金主要包括Zn、Mg 、Al三种元素。

在焊接时,铝的沸点均高于其他两种元素的沸点。

所以在铝合金元素焊接时可以加入一些低沸点合金元素,有利于小孔的形成,焊接的牢固性。

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大家好,今天我们来聊聊激光焊接铝合金的这个话题。

咱们得明白,激光焊接可不是一件简单的事情,它可是高科技的产物哦!那么,激光焊接铝合金到底有哪些难点呢?又该如何采取相应的工艺措施呢?别着急,我们一一来分析。

1.1 铝合金的特点我们得了解一下铝合金的特点。

铝合金是由铝、铜、镁、锰等金属组成的合金,具有质轻、耐腐蚀、导热性能好等特点。

但是,铝合金的熔点较低,氧化膜容易形成,这就给激光焊接带来了一定的难度。

1.2 激光焊接的难点那么,激光焊接铝合金到底有哪些难点呢?我们可以从以下几个方面来分析:(1)铝合金的熔点低:铝合金的熔点虽然不高,但在激光焊接过程中,如果不能使金属达到熔化状态,那么就无法进行有效的焊接。

(2)氧化膜的存在:铝合金表面容易形成氧化膜,这会影响激光的传导,使得焊接效果不佳。

(3)激光束的能量密度:激光束的能量密度对焊接效果有很大影响。

如果能量密度不够,可能导致焊接不牢固;反之,如果能量密度过高,可能会导致焊缝过深或产生裂纹。

2.1 解决铝合金熔点低的难点为了解决铝合金熔点低的难点,我们可以采取以下几种工艺措施:(1)预热:在进行激光焊接之前,对铝合金进行预热处理,可以提高金属的温度,使其达到熔点状态。

(2)调节激光功率:根据铝合金的种类和厚度,合理调整激光功率,以确保焊缝的形成和焊点的牢固。

(3)选择合适的焊接参数:根据实际情况,选择合适的焊接参数,如焊接速度、焦距等,以保证焊缝的质量。

2.2 解决氧化膜存在的难点为了解决氧化膜存在的难点,我们可以采取以下几种工艺措施:(1)清理氧化膜:在进行激光焊接之前,对铝合金表面进行清理,去除氧化膜,以保证激光的传导。

(2)使用保护气体:在激光焊接过程中,使用保护气体可以有效防止氧化膜的形成和扩散。

(3)控制焊接速度:适当控制焊接速度,可以避免氧化膜在熔化过程中被烧伤。

2.3 解决激光束能量密度的难点为了解决激光束能量密度的难点,我们可以采取以下几种工艺措施:(1)调整激光功率:根据铝合金的种类和厚度,合理调整激光功率,以保证焊缝的形成和焊点的牢固。

铝合金激光焊接难点及解决对策

铝合金激光焊接难点及解决对策

铝合金激光焊接难点及解决对策一、概述铝合金具有高比强度、高比模具和高疲劳强度以及良好的断裂韧性和较低的裂纹扩展率,同时还具有优良的成形工艺性和良好的抗腐蚀性。

因此,广泛应用于各种焊接结构和产品中。

传统的铝合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊工艺,但所面临的主要问题是焊接过程中较大的热输入使铝合金变形大,焊接速度慢,生产效率低。

由于焊接变形大,随后的矫正工作往往浪费大量的时间,增加了制造成本,影响了生产效率和生产质量,而激光焊接具有功率密度高、焊接热输入低、焊接热影响区小和焊接变形小等特点,使其在铝合金焊接领域受到格外的重视。

铝合金激光焊接的主要难点在于:1、铝合金对激光束的高初始反射率及其本身的高导热性,使铝合金在未熔化前对激光的吸收率低,“小孔”的诱导比较困难。

2、铝的电离能低,焊接过程中光致等离子体易于过程和扩散,使得焊接稳定性差。

3、铝合金激光焊接过程中容易产生气孔和热裂纹。

4、焊接过程中合金元素的烧损,使铝合金焊接接头的力学性能下降。

二、铝合金激光焊接的问题和对策1、铝合金对激光的吸收率问题材料对激光的吸收率由下式决定ε=0.365{ρ[1+β(т-20)]/λ}1/2式中ρ—铝合金20度的直流电阻率,Ω.Mβ—电阻温度系数,℃-1т—温度,℃λ—激光束的波长对于铝合金来说,吸收率是温度的函数,在铝合金表面熔化、汽化前。

由于铝合金对激光的高反射,吸收率将随温度的升高而缓慢增加,一旦铝合金表面熔化、汽化,对激光的吸收率就会迅速增加。

为提高铝合金对激光的吸收,可以采用以下方法:ü采取适当的表面预处理工艺表1所示为铝在原始表面(铣、车加工后)、电解抛光、喷砂(300目砂子)及阳极氧化(氧化层厚度u m级)4种表面状态下对入射光束能量的吸收情况。

由此可见,阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝对激光束的能量吸收。

另外,砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层及空气炉中氧化等表面预处理措施对激光束的吸收是有效的。

铝合金激光焊接气孔解决方案-概述说明以及解释

铝合金激光焊接气孔解决方案-概述说明以及解释

铝合金激光焊接气孔解决方案-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在铝合金激光焊接过程中,气孔问题一直是一个令人头痛的难题。

气孔的存在会导致焊接接头的强度下降,从而影响整个铝合金结构的使用性能。

因此,寻找有效解决气孔问题的方法和技术一直是焊接工程师们关注的焦点。

本文将重点探讨铝合金激光焊接气孔的解决方案。

首先,将介绍铝合金激光焊接的应用背景,说明其在工业生产中的重要性和广泛应用。

随后,详细分析气孔在铝合金激光焊接中的问题,探讨气孔形成的原因和对焊接接头性能的影响。

为了解决气孔问题,本文将介绍一些常用的方法和技术。

这些方法包括焊接参数的优化调整、焊接材料的选择和预处理、气体保护技术的改善等。

通过对比实验和案例分析,将分析这些方法的优缺点,并给出建议和指导。

在解决气孔问题的过程中,我们需要加强焊接工艺的控制和质量管理,提高焊接技术人员的素质和水平。

最后,在结论部分,将总结气孔问题的解决方案,并对未来的研究展望进行探讨。

希望通过本文的研究和分析,能够为铝合金激光焊接气孔问题的解决提供一些有价值的参考和建议。

只有通过不断的探索和创新,才能不断改进铝合金激光焊接技术,提高焊接接头的质量和性能。

文章结构:本文将按照以下结构进行介绍铝合金激光焊接气孔解决方案:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 铝合金激光焊接的应用背景2.2 气孔在铝合金激光焊接中的问题2.3 解决气孔问题的方法和技术3. 结论3.1 总结气孔问题的解决方案3.2 对未来研究的展望3.3 结束语在引言部分,我们将对铝合金激光焊接及其在工业领域的应用进行概述,并明确本文的目的。

接着,在正文部分的第一部分,将详细介绍铝合金激光焊接的应用背景,包括它在汽车制造、航空航天等行业的重要性和广泛应用。

然后,在第二部分,将重点探讨气孔在铝合金激光焊接中的问题,分析气孔对焊接质量的影响,并介绍其形成的原因。

针对气孔问题,第三部分将介绍解决气孔问题的方法和技术,包括工艺参数的优化、材料选用、预处理措施等。

铝合金激光焊接技术应用现状与发展趋势

铝合金激光焊接技术应用现状与发展趋势

铝合金激光焊接技术应用现状与发展趋势摘要:长久以来,铝合金激光焊接技术都属于科研院所以及企业努力试验研究与应用的一项难题和热门工作领域,在市场针对结构轻量化基本需求的不断增长,国产高功率激光器以及激光头等多种产品的不断发展和成熟,激光焊接技术成本已经呈现出下降趋势。

在这一发展背景下,限制铝合金激光焊接整体应用扩大的关键之处,就是从成本投入逐渐向焊接工艺进行转变,从而可以为铝合金激光焊接工艺的发展奠定相应基础。

关键词:铝合金,激光焊接;焊接技术;应用现状铝合金自身具有高比强度、高比模量以及高疲劳强度等优势,还可以形成较为良好的抗腐蚀性。

所以将其更为广泛的运用在相应焊接结构以及产品之中,已经成为行业中工作人员的共识。

铝合金激光焊接技术的应用整体影响因素较多,在不同行业之内、不同施工场景之中,都要符合现场施工基本需求。

基于此,本文主要针对铝合金激光焊接技术应用现状与发展趋势展开以下有关分析和阐述,以期具有相应借鉴价值。

一、铝合金激光焊接技术应用现状(一)铝合金激光技术的难点铝合金激光焊接会因为实际材料的性质而受到影响,进而出现较多施工难点。

比如,因为液态铝的表面张力比较低,导致激光深溶焊小孔坍塌而出现气孔,铝合金实际所含的合金元素在实施激光环节的实际过程当中被损毁,导致焊缝的实际性能被弱化。

焊缝低熔点共晶合金元素的成分在进行冷却和凝固的时候会出现很多裂纹。

展开热化处理的时候,加强铝合金在焊接实施热循环基本作用过程当中,会出现热影响,使得材料软化[1]。

液态铝的表面具有张力低、固态铝热导率比较高的特点,使得A1、Mg等相应元素比较容易出现氧化,导致焊缝表面成形比较差。

另外,为了有效减少铝合金激光焊针对装配间隙实际要求,同时有效避免焊缝裂纹的出现,一般都是通过激光填丝焊以及激光电弧复合焊接技术来进行施工。

这样能够使得原始铝合金材料表面的氧化膜和熔融铝新出现的氧化层,都会对填充焊丝的进一步效果带来影响。

(二)当前铝合金激光焊接所使用的设备在20世纪70年代,就已经出现有关铝合金激光焊接技术的研究和报道,实际应用的激光光源已经经历CO2激光器以及Nd:YAG激光器,当前在应用市场之内能够占据主导位置的为光纤激光器、碟片激光器以及半导体激光器。

铝合金激光焊接技术优化设计

铝合金激光焊接技术优化设计

铝合金激光焊接技术优化设计铝合金是一种广泛应用的材料,其具有韧性好、重量轻等优点,因此广泛应用于汽车、飞机等领域。

而激光焊接技术则是一种高效、精准的焊接方式,相较于传统的气焊、电焊等方式,其优点在于只需要少量的热输入,从而减少了焊接的变形和缩短了焊接时间。

本文将着重探讨如何优化设计铝合金激光焊接技术,以满足工业生产的需求。

1. 材料选择首先,为了获得最佳的激光焊接效果,材料的选择十分重要。

铝合金的成分和硬度对激光焊接的效果有直接影响。

目前市面上的铝合金种类较多,其成分不尽相同。

一般来说,硬度较高的铝合金不易激光焊接,因此应尽可能选择硬度较低的铝合金进行激光焊接。

2. 激光焊接参数在激光焊接过程中,激光焊接参数的选择对焊接效果直接影响。

主要有以下参数:(1)功率:这是影响焊接深度和焊接速度的主要参数,当功率过高时会产生过多的热输入使得焊接变形。

(2)焦距:焦距和功率有关系,同样的功率情况下焦距越小,焊接深度越大,但是焦距过小会使焊接线条变得模糊。

(3)焊缝形式:焊接线条的形状也会影响焊接结果,不同的焊接线条对应着不同的焊接方法和参数。

(4)气体品质:选用适当的气体也是激光焊接中很重要的一步,通常可以选择纯氩气等质量较好的气体。

3. 机器选择在激光焊接中机器的选择对焊接结果也有影响。

首先要选择合适的激光焊接机,一般选择功率范围81~120kW的机器,目前主流的激光焊接机型有CO2激光焊接机、光纤激光焊接机等,而CO2激光焊接机在铝合金激光焊接中有其优势,可获得最佳的焊接效果。

此外,还需要配备合适的气体供应压力机和气体净化系统。

供应的气体质量和净化程度对焊接线条、焊接接头的质量和故障率都有影响。

因此需要根据要求选择适当的供气方式和气体品质,从而选择合适的气体压力机和气体净化系统。

4. 预热处理铝合金激光焊接前还需要进行热处理,目的是消除铝合金中的内部应力和气泡,使其表面平整、光滑,从而提高焊接质量。

预热方式一般可以采用氩气等惰性气体进行加热,其温度需要根据材料的类型和种类进行预测和选择。

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1. 激光焊接铝合金的难点激光焊接铝合金,这听上去是不是挺炫的?可是,这玩意儿背后的难题可一点也不轻松。

说实话,铝合金在焊接的时候,就像是那种硬要在热锅上的蚂蚁,不停地在那儿乱蹦跶,让人难以捉摸。

首先,铝合金的热导率极高,这就意味着它比其他材料更容易把热量传导开。

你想想,一团火焰猛地扑到一块冰上,冰块的融化速度可是快得让人咋舌。

铝合金也是如此,激光的高温会让它的热量迅速散开,焊接起来就难免出现问题。

而且,铝合金表面那层氧化膜,真是让人头疼。

这层氧化膜就像是铝合金的保护伞,既能防止氧化,又让焊接变得困难重重。

每次激光焊接前,得先把这层膜给去掉,不然就像是敲门不回声,根本无法成功焊接。

还有呢,铝合金在焊接的时候特别容易产生气孔,这些小气泡在焊缝里可是会让你很是抓狂,严重影响焊接质量。

再者,铝合金的熔点低于许多其他金属,但它的热膨胀系数却大,这就导致在焊接过程中容易变形。

你能想象一下,刚刚焊接好的焊缝,突然间在冷却过程中就像是疯子一样扭曲,这种效果让人真的很想把工作台上的工具都摔个稀巴烂。

2. 应对激光焊接铝合金的工艺措施既然难度这么大,那我们就得有针对性地解决这些问题了。

首先,针对铝合金热导率高的问题,我们可以调节激光的功率和焊接速度。

一般来说,功率调得过大会让焊接处变得过热,甚至烧穿;而调得过小则焊缝深度不够,强度也不够。

所以,这时候就需要精准掌控,不让它“过犹不及”。

接下来,氧化膜的问题也是个大难题。

面对这种情况,我们一般会采取化学清洗或者机械打磨的方法,确保焊接前铝合金表面干净、无膜。

为了避免氧化膜对焊接的影响,很多时候还会用氩气保护焊接区,这样能有效阻止氧化膜的形成,确保焊接的质量。

再有就是气孔问题了。

为了避免这些小气泡出现,我们可以调整焊接参数,比如降低焊接速度和激光功率,另外还可以使用保护气体,比如氩气或者氮气,防止空气中的氮氧化合物进入焊接区。

为了防止焊接时气体的滞留,我们还可以调整气体流量,确保它们能够及时排出,不给气孔留下机会。

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大家好,今天咱们聊聊那个让工程师们头疼不已,却又不得不提的热门话题——激光焊接铝合金。

别急,先让我来给你们描绘一下这个“高科技”操作的大致画面。

想象一下,你面前摆着一块铝合金板,旁边是一个闪闪发光的激光头,它就像一位魔法师,用一束束光线在金属上舞动,一眨眼的功夫,就完成了焊接。

没错,这就是激光焊接的魅力所在。

咱们得说说激光焊接的好处。

它速度快,精度高,而且热影响区小,能大大减少材料变形和应力集中的问题。

这就好比是把两块完美的拼图完美地拼接在一起,既美观又稳固。

不过,虽然听起来很美好,但实际操作起来可不是那么简单哦!接下来,咱们聊聊激光焊接铝合金时遇到的那些“拦路虎”。

第一大难题就是热量控制问题。

激光焊接时产生的热量如果处理不当,很容易造成铝合金变形或熔化,甚至引发火灾。

所以,如何精确控制焊接过程中的温度,就成了一个技术活。

第二大难题嘛,就是焊接速度。

太快的话,容易产生气孔;太慢的话,又会影响生产效率。

这就需要我们根据不同的铝合金材料特性,调整合适的焊接参数。

这就像是炒菜一样,火候掌握得恰到好处,才能炒出一盘美味佳肴。

第三大难题嘛,就是焊缝质量。

有时候,焊接出来的焊缝可能不够平整,或者有气孔、裂纹等缺陷。

这可就麻烦了,不仅会影响产品的外观和性能,还可能导致后续的加工和装配出现问题。

为了解决这些问题,我们采取了一系列的工艺措施。

比如,我们通过改进激光头的设计,减小了热影响区的面积,从而减少了材料变形的可能性。

我们还优化了焊接参数,提高了焊接速度和焊缝质量。

当然啦,这些措施都需要我们在实际操作中不断尝试和调整,才能找到最适合的方法。

总的来说,激光焊接铝合金虽然有很多优点,但也面临着不少挑战。

但是,只要我们勇于探索、不断创新,相信一定能找到最适合自己的解决方案。

就像那句老话一样:“世上无难事,只怕有心人。

”只要我们肯努力,没有什么是不可能的!。

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大家好,今天我们来聊聊激光焊接铝合金这个话题。

咱们得明确一点,激光焊接铝合金可不是一件容易的事情。

它就像是谈恋爱一样,需要双方共同努力才能取得成功。

那么,激光焊接铝合金的难点在哪里呢?又该采取哪些工艺措施呢?别着急,我一一给大家讲解。

一、激光焊接铝合金的难点1.1 铝合金的高反射率咱们先来说说铝合金的特点。

铝合金是由铝、铜、镁、锰等金属组成的合金,具有轻质、耐腐蚀、导热性能好等特点。

但是,铝合金的高反射率却是一个让人头疼的问题。

这就意味着,激光在照射到铝合金表面时,很难被吸收,从而影响了焊接的效果。

1.2 铝合金的热传导性能差除了高反射率,铝合金还有一个问题,那就是热传导性能差。

这意味着,当激光照射到铝合金表面时,热量很难迅速传递到熔池中,导致焊接速度慢,效率低。

二、采取的工艺措施2.1 优化激光参数针对铝合金的高反射率和热传导性能差的问题,我们可以采取优化激光参数的方法。

具体来说,就是调整激光功率、脉冲宽度、频率等参数,使得激光能够更好地吸收铝合金表面的热量,提高焊接速度和效率。

2.2 采用预处理方法除了优化激光参数外,我们还可以采用预处理方法来提高焊接效果。

预处理方法包括清洗、去氧化皮、打磨等步骤,旨在去除铝合金表面的杂质和氧化层,提高光束吸收率,从而改善焊接效果。

2.3 选择合适的焊接工艺针对铝合金的特点,我们还可以选择合适的焊接工艺。

常见的焊接工艺有手工电弧焊、气体保护焊、激光焊等。

不同的焊接工艺有不同的优缺点,我们需要根据具体情况选择最适合的焊接工艺,以提高焊接质量和效率。

三、总结总的来说,激光焊接铝合金虽然存在一些难点,但只要我们采取合理的工艺措施,还是可以取得理想的焊接效果的。

就像谈恋爱一样,只要双方共同努力,克服困难,就一定能够走到一起。

希望我的讲解对大家有所帮助,谢谢大家!。

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1. 引言激光焊接,听起来很高科技吧?它在铝合金焊接方面可是个“老大难”问题。

铝合金虽轻便,但它的焊接可是让很多工程师抓狂的事。

为什么呢?咱们来聊聊这个话题,看看这背后的故事。

2. 激光焊接铝合金的难点2.1 铝合金的特性首先,铝合金这位“贵客”可是有点“脾气”。

它导热快,焊接时可不让你有半点松懈。

想象一下,你在给一块冰淇淋焊接,结果它可是一瞬间就融化了!所以,焊接过程中温度控制可是一门大学问。

其次,铝合金的氧化膜可不是个简单的“塑料袋”。

焊接前你得好好处理这个膜,不然就像和一个不想搭理你的人聊天一样——根本无法沟通。

想要焊接得好,得先把这层膜去掉,这可得花不少功夫。

2.2 焊接过程中的问题接着,在焊接的过程中,材料的变形问题也不得不提。

铝合金在加热的时候,就像个跳舞的小孩,想怎么扭就怎么扭。

焊接完成后,往往会出现变形,结果就得重新返工。

心累不累?另外,铝合金对热的敏感性也让人感到无奈。

它容易出现裂纹,就像吃了不消化的食物,难受得不得了。

所以,焊接时得小心翼翼,确保温度和速度都要“恰到好处”。

3. 采取的工艺措施3.1 预处理和保护措施那么,面对这些难题,我们该如何应对呢?首先,预处理是关键。

对铝合金的表面进行清洗和除氧化膜处理,确保表面洁净,就像给你的爱车洗个澡,才能保证光鲜亮丽。

清洁的方法多种多样,比如化学清洗或者机械打磨,选择适合的才是王道。

接下来,保护措施也不能少。

使用惰性气体(比如氩气)来保护焊接区域,避免氧化,就像给焊接区域穿上一层“保护衣”,能有效防止空气中的杂质和氧气对焊缝的影响。

这一招简直是绝了!3.2 优化焊接参数然后,调整焊接参数也是一门艺术。

激光的功率、焊接速度、焦点位置等,都需要仔细调整。

就像调音师调乐器一样,得把每个音符都调到最好。

过快会导致焊接不牢,过慢则容易烧穿。

找到那条“黄金分割线”,真是个技术活。

此外,采用合适的焊接方式,比如激光混合焊接或者激光电弧复合焊接,也是个不错的选择。

如何攻破铝合金激光焊接的难点

如何攻破铝合金激光焊接的难点

如何攻破铝合金激光焊接的难点激光焊接机在焊接行业里是一个神奇的存在,但是对于铝合金这样的材质,激光焊接机还是会遇到难点的,一不注意就会影响焊接质量,那么如何攻破铝合金激光焊接的难点实现更高的焊接质量呢?接下来由海维光电小编为你解答,希望可以帮助您。

我们知道铝合金表面的高反射性和高导热性会影响铝合金的焊接质量这一特点可以用铝合金的微观结构来解释。

由于铝合金中存在密度很大的自由电子,自由电子受到激光(强烈的电磁波)强迫震动而产生次级电磁波,造成强烈的反射波和较弱的透射波,因而铝合金表面对激光具有较高的反射率和很小的吸收率。

同时,自由电子的布朗运动受激而变得更为剧烈,所以铝合金也具有很高的导热性。

针对铝合金对激光的高反射性,国内外已作了大量研究,试验结果表明,进行适当的表面预处理如喷砂处理、砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层、空气炉中氧化等均可以降低光束反射,有效地增大铝合金对光束能量的吸收。

另外,从焊接结构设计方面考虑,在铝合金表面人工制孔或采用光收集器形式接头,开V形坡口或采用拼焊(拼接间隙相当于人工制孔)方法,都可以增加铝合金对激光的吸收,获得较大的熔深。

另外,还可以利用合理设计焊接缝隙来增加铝合金表面对激光能量的吸收。

我们知道铝合金种类不同,产生的气孔类型也不同。

一般认为,铝合金在焊接过程中产生以下几类气孔。

(1)氢气孔。

铝合金在有氢的环境中熔化后,其内部的含氢量可达到0.69ml/100g以上。

但凝固以后,其平衡状态下的溶氢能力最多只有0.036ml/100g,两者相差近20倍。

因此,在由液态向固态转变的过程中,液态铝中多余的氢气必定要析出。

如果析出的氢不能顺利上浮逸出,就会聚集成气泡残留在固态铝合金成为气孔。

(2)保护气体产生的气孔。

在高能激光焊接铝合金的过程中,由于熔池底部小孔前沿金属的强烈蒸发,使保护气体被卷入熔池形成气泡,当气泡来不及逸出而残留在固态铝合金中即成为气孔。

(3)小孔塌陷产生的气孔。

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大家好,今天我们来聊聊激光焊接铝合金的这个话题。

我们得了解一下什么是激光焊接。

激光焊接是一种利用高能激光束对金属材料进行加热,使其熔化并形成焊缝的过程。

这种方法在工业生产中非常常见,尤其是在汽车、航空、航天等领域。

那么,激光焊接铝合金有哪些难点呢?又该如何采取相应的工艺措施呢?接下来,我们就来一探究竟。

我们来说说激光焊接铝合金的难点。

其实,激光焊接铝合金并不难,关键在于掌握好一些技巧。

第一个难点就是如何保证激光的能量密度足够高。

因为铝合金的导热性能比较好,如果激光能量密度不够高,就会导致焊缝质量不高。

第二个难点是如何控制好激光的焦距。

激光的焦距对于焊缝的质量有很大影响,如果焦距不合适,就会导致焊缝过宽或者过窄。

第三个难点是如何处理好铝合金的特殊性质。

铝合金中含有大量的铝和其他杂质元素,这些元素会影响到激光的传播和聚焦,从而影响到焊缝的质量。

那么,针对这些难点,我们应该采取哪些工艺措施呢?其实,只要我们掌握了正确的方法,就可以轻松应对这些难点。

我们要保证激光的能量密度足够高。

这就需要我们在选择激光器的时候,要选择功率足够大、光束稳定性好的激光器。

我们还要根据铝合金的厚度和种类,调整好激光的能量参数。

我们要控制好激光的焦距。

这就需要我们在操作过程中,要时刻观察焊缝的情况,及时调整焦距。

我们要处理好铝合金的特殊性质。

这就需要我们在焊接前,对铝合金进行预处理,去除其中的杂质元素,提高激光的传播和聚焦效果。

激光焊接铝合金虽然有一些难点,但只要我们掌握了正确的方法,就可以轻松应对。

通过以上介绍的工艺措施,相信大家对激光焊接铝合金有了更深入的了解。

希望大家在今后的工作和生活中,能够运用所学知识,为自己的事业和生活增添一份光彩。

好了,今天的分享就到这里,谢谢大家!。

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铝合金激光焊接难点及解决对策
一、概述
铝合金具有高比强度、高比模具和高疲劳强度以及良好的断裂韧性和较低的裂纹扩展率,同时还具有优良的成形工艺性和良好的抗腐蚀性。

因此,广泛应用于各种焊接结构和产品中。

传统的铝合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊工艺,但所面临的主要问题是焊接过程中较大的热输入使铝合金变形大,焊接速度慢,生产效率低。

由于焊接变形大,随后的矫正工作往往浪费大量的时间,增加了制造成本,影响了生产效率和生产质量,而激光焊接具有功率密度高、焊接热输入低、焊接热影响区小和焊接变形小等特点,使其在铝合金焊接领域受到格外的重视。

铝合金激光焊接的主要难点在于:
1、铝合金对激光束的高初始反射率及其本身的高导热性,使铝合金在未熔化前对激光的吸收率低,“小孔”的诱导比较困难。

2、铝的电离能低,焊接过程中光致等离子体易于过程和扩散,使得焊接稳定性差。

3、铝合金激光焊接过程中容易产生气孔和热裂纹。

4、焊接过程中合金元素的烧损,使铝合金焊接接头的力学性能下降。

二、铝合金激光焊接的问题和对策
1、铝合金对激光的吸收率问题
材料对激光的吸收率由下式决定
ε=0.365{ρ[1+β(т-20)]/λ}1/2
式中ρ—铝合金20度的直流电阻率,Ω.M
β—电阻温度系数,℃-1
т—温度,℃
λ—激光束的波长
对于铝合金来说,吸收率是温度的函数,在铝合金表面熔化、汽化前。

由于铝合金对激光的高反射,吸收率将随温度的升高而缓慢增加,一旦铝合金表面熔化、汽化,对激光的吸收率就会迅速增加。

为提高铝合金对激光的吸收,可以采用以下方法:
ü采取适当的表面预处理工艺表1所示为铝在原始表面(铣、车加工后)、电解抛光、喷砂(300目砂子)及阳极氧化(氧化层厚度u m级)4种表面状态下对入射光束能量的吸收情况。

由此可见,阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝对激光束的能量吸收。

另外,砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层及空气炉中氧化等表面预处理措施对激光束的吸收是有效的。

ü激光器参数调整选用短焦距透镜和低阶模输出均可使光斑尺寸减小,激光功率密度增大,铝合金对激光束的吸收率也增加。

ü焊接结构设计将工件坡口设计成斜30℃角,这样激光束能在空隙中多次反射,形成一个人工小孔,从而增加激光束的吸收率。

表1 铝表面状态对CO2激光束吸收率的影响
2、小孔效应及等离子体对铝合金激光焊接的影响。

在铝合金激光焊接过程中,小孔的出现可以大大提高材料对激光的吸收率,焊接可以获得更多的能量,但由于低熔点合金元素的蒸发,使得光致等离子体易于过程和散热,小孔的稳定性差,从而影响焊接成形和接头的力学性能,并且容易产生气孔等焊接缺陷,所以小孔的诱导性和稳定成为研究一个重点。

根据相关资料可知,在不同的铝合金焊接中均均存在一个激光能量密度阀值,低于此值时熔点很低,而一旦达到或者超过此值,熔深会大大提高,当工件上的激光功率密度达到
3.5*106W/cm2时,产生等离子体,这是深熔焊开始的标志;功率密度低于此值时,进行热传导焊接;而深熔焊与热传导焊之间的过度区,两者交替进行,使得焊深波动很大。

研究表明,诱导小孔所需的能量密度阀值的高低主要和铝合金中某些低沸点合金元素(如Mg\Zn等)的含量成反比。

合金元素含量越高,其阀值越低。

主要原因是铝合金元素Mg\Zn 的沸点大大低于铝的沸点。

Mg的沸点为1090度,Zn的沸点低于1000度,而铝的沸点为2467度。

合金元素大量蒸发形成蒸汽压有利于小孔的形成,所以某些低沸点合金元素(Li)的加入有利于小孔的形成,使得铝合金易焊。

有的研究指出,在相同的条件下用氦气作保护气比用氩气作保护气获得的熔深小。

原因是与氩气相比,氦气重量轻,气压低,对凹陷熔深的作用小;氦的离子化能量高,等离子体温度低,难以对熔池表面加热。

但在采用高功率激光器低速焊时,氦气可以获得深熔焊。

但现在很多研究采用两种气体联合保护,调整其混合比例,可以获得很好的熔深和焊缝成形。

采用氮气保护时,即使焊速很高,也能获得深熔焊。

但容易产生未焊透,焊缝成形不良。

激光焊接过程中产生的等离子体能吸收激光能量,改变光束的聚焦状态,使焊缝的深宽比减小。

等离子体的不稳定会导致熔深不等,影响焊缝成形及其接头的力学性能。

近几年来,有的学者采用在工件表面预置粉未来减弱等离子体在高度方向上的膨胀跳动,使等离子在工件表面能维持跳动幅度的相对稳定。

3、铝合金的激光焊接性性问题。

Ø气孔问题,铝合金种类不同,产生的气孔类型也不同。

一般认为,铝合金在焊接过程中产生以下几类气孔:
氢气孔。

铝合金在有氢的环境中熔化后,其内部的含氢量可达到0.69ml/100g以上。

但凝固以后,其平衡状态下的溶氢能力最多只有0.036ml/100g,两者相差近20倍。

因此,在由液态向固态转变的过程中,液态铝上多余的氢气必定要析出。

如果析出的氢不能顺利上浮逸出,就会聚集成气泡残留在固态铝合金成为气孔。

日本学者在封闭的条件下将焊缝气孔中的气体收集起来进行分析,得出的结果为:氢气占90%,氮气占10%。

因此通常认为减少焊缝气孔的有效措施就是断焊接时的供氢源。

保护气体产生的气孔。

有研究认为,在高能激光焊接铝合金的过程中,由于熔池底部小孔前沿金属的强烈蒸发,使保护气体被卷入熔池形成气泡,当气泡来不及逸出而残留在固态铝合金中即成为气孔。

表2是A5083合金激光焊接气孔中保护气体的含量。

表2 A5083合金激光焊接气孔中保护气体的含量
小孔塌陷产生的气孔。

在激光焊接过程中,当表面张力大于蒸气压力时,小孔将不能维持稳定而塌陷,金属来不及填充就形成了孔洞。

Matsunawa教授的实时小孔观察试验引起了激光焊接领域的极大关注,相关的小孔模型研究和直接观察研究工作大量涌现。

随之而来,对减少或避免铝合金激光焊接中的气孔缺陷也提出了很多实际措施,如调整激光功率波形,减少小孔不稳定塌陷,改变光束焦点高度和倾斜照射,在焊接过程时施加电磁经场作用以及在真空中进行焊接等。

近几年来,又有研究者采用填丝或预置合金粉未、复合热源和双焦点技术来减少气孔的产生,取得了不错的效果。

Ø裂纹问题
铝合金属于典型的共晶合金,在激光焊接快速凝固下更容易产生热裂纹,焊缝金属结晶时在柱状晶边界形成AL-Si或Mg-Si等低熔点共晶是导致裂纹产生的原因。

为减少热裂纹,可以采用填丝或预置合金粉未等方法进行激光焊接。

使用YAG激光器时,调节脉冲波形,控制热输入也可以减少结晶裂纹。

三、铝合金激光焊接的发展前景
铝合金激光焊接最为人引人关注的特点是其高效率,而要充分发挥这种高效率就是把它运用到大厚度深熔焊接中。

因此,研究和使用大功率激光器进行大厚度深熔焊接将是未来发展的必然趋势。

大厚度深熔焊更加突出了小孔现象及对焊缝气孔的影响,因此小孔形成机理及控制变得更加,它必将成为未来学术界及工业界共同关心和研究的热点问题。

改善激光焊接过程的稳定性和焊缝成形、提高焊接质量是人们追求的目标。

因此,激光-电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉未激光焊接、双焦点技术以及光束整形等新技术将会得到理一步完善和发展。

另外,有人发现在CO2激光焊接溶池中存在几安培的固定电流、焊接区的外加磁场会影响熔池的流动状态以及光致等离子体的形态和稳定。

因此采用某种形式的磁场有可能改善铝合金激光焊接进程的稳定性和焊缝质量。

所以,采用辅助电流,通过其形成的电磁力控制熔池的流动状态,从而改善焊接过程的稳定性,提高焊缝质量,也可能受到更多研究者的关注。

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