鋁合金型材金屬激光焊接機的難題和防范措施
鋁合金型材金屬激光焊接機的難題和防范措施
鋁合金具有高比強度、高疲勞強度以及良好的斷裂韌性和較低的裂紋擴展率,同時還具有優(yōu)良的成形工藝性和良好的抗腐蝕性,在航空、航天、汽車、機械制造、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)用促進了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展,同時激光焊接機技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域。
在激光焊接機的焊接過程中會遇到一些難度,那么鋁合金在激光焊接機中有哪些難點?
① 鋁合金表面的高反射性和高導(dǎo)熱性:
進行適當(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光束能量的吸收。另外,從焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計方面考慮,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激光的吸收,獲得較大的熔深。另外,還可以利用合理設(shè)計焊接縫隙來增加鋁合金表面對激光能量的吸收。
② 氣孔問題
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,就會聚集成氣泡殘留在固態(tài)鋁合金成為氣孔。
2) 保護氣體產(chǎn)生的氣孔。
在激光焊接機焊接鋁合金的過程中,由于熔池底部小孔前沿金屬的強烈蒸發(fā),使保護氣體被卷入熔池形成氣泡,當(dāng)氣泡來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)合熱源和雙焦點技術(shù)來減少氣孔產(chǎn)生的工藝,有不錯的效果。
③ 裂紋問題
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。通過調(diào)整激光波形,控制熱輸入也可以減少結(jié)晶裂紋。