鋁合金型材金屬激光焊接機(jī)的難題和防范措施
鋁合金型材金屬激光焊接機(jī)的難題和防范措施
鋁合金具有高比強(qiáng)度、高疲勞強(qiáng)度以及良好的斷裂韌性和較低的裂紋擴(kuò)展率,同時(shí)還具有優(yōu)良的成形工藝性和良好的抗腐蝕性,在航空、航天、汽車(chē)、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已被大量應(yīng)用。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)激光焊接機(jī)技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域。
在激光焊接機(jī)的焊接過(guò)程中會(huì)遇到一些難度,那么鋁合金在激光焊接機(jī)中有哪些難點(diǎn)?
① 鋁合金表面的高反射性和高導(dǎo)熱性:
進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻骖A(yù)處理如噴砂處理、砂紙打磨、表面化學(xué)浸蝕、表面鍍、石墨涂層、空氣爐中氧化等均可以降低光束反射,有效地增大鋁合金對(duì)光束能量的吸收。另外,從焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮,在鋁合金表面人工制孔或采用光收集器形式接頭,開(kāi)V形坡口或采用拼焊(拼接間隙相當(dāng)于人工制孔) 方法,都可以增加鋁合金對(duì)激光的吸收,獲得較大的熔深。另外,還可以利用合理設(shè)計(jì)焊接縫隙來(lái)增加鋁合金表面對(duì)激光能量的吸收。
② 氣孔問(wèn)題
1) 氫氣孔。鋁合金在有氫的環(huán)境中熔化后,其內(nèi)部的含氫量可達(dá)到0.69ml/100g以上。但凝固以后,其平衡狀態(tài)下的溶氫能力最多只有0.036ml/100g,兩者相差近20倍。因此,在由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中,液態(tài)鋁中多余的氫氣必定要析出。如果析出的氫不能順利上浮逸出,就會(huì)聚集成氣泡殘留在固態(tài)鋁合金成為氣孔。
2) 保護(hù)氣體產(chǎn)生的氣孔。
在激光焊接機(jī)焊接鋁合金的過(guò)程中,由于熔池底部小孔前沿金屬的強(qiáng)烈蒸發(fā),使保護(hù)氣體被卷入熔池形成氣泡,當(dāng)氣泡來(lái)不及逸出而殘留在固態(tài)鋁合金中即成為氣孔。
3) 小孔塌陷產(chǎn)生的氣孔。
采用填絲或預(yù)置合金粉未、復(fù)合熱源和雙焦點(diǎn)技術(shù)來(lái)減少氣孔產(chǎn)生的工藝,有不錯(cuò)的效果。
③ 裂紋問(wèn)題
減少熱裂紋,可以采用填絲或預(yù)置合金粉未等方法使用激光焊接機(jī)。通過(guò)調(diào)整激光波形,控制熱輸入也可以減少結(jié)晶裂紋。