修改這篇文章 : 鋁合金激光焊接的問題和對策—上海激光焊接

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鋁合金具有高比強(qiáng)度、高比模具和高疲勞強(qiáng)度以及良好的斷裂韌性和較低的裂紋擴(kuò)展率，同時還具有優(yōu)良的成形工藝性和良好的抗腐蝕性。因此，廣泛應(yīng)用于各種焊接結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品中。 傳統(tǒng)的鋁合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊工藝，但所面臨的主要問題是焊接過程中較大的熱輸入使鋁合金變形大，焊接速度慢，生產(chǎn)效率低。由于焊接變形大，隨后的矯正工作往往浪費大量的時間，增加了制造成本，影響了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，而激光焊接具有功率密度高、焊接熱輸入低、焊接熱影響區(qū)小和焊接變形小等特點，使其在鋁合金焊接領(lǐng)域受到格外的重視。 鋁合金激光焊接的問題和對策——上海激光焊接公司來為大家娓娓道來 1. 鋁合金表面的高反射性和高導(dǎo)熱性 這一特點可以用鋁合金的微觀結(jié)構(gòu)來解釋。由于鋁合金中存在密度很大的自由電子，自由電子受到激光（強(qiáng)烈的電磁波）強(qiáng)迫震動而產(chǎn)生次級電磁波，造成強(qiáng)烈的反射波和較弱的透射波，因而鋁合金表面對激光具有較高的反射率和很小的吸收率。同時，自由電子的布朗運動受激而變得更為劇烈，所以鋁合金也具有很高的導(dǎo)熱性。 針對鋁合金對激光的高反射性，國內(nèi)外已作了大量研究，試驗結(jié)果表明，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. 小孔效應(yīng)及等離子體對鋁合金激光焊接的影響 在鋁合金激光焊接過程中，小孔的出現(xiàn)可以大大提高材料對激光的吸收率，焊接可以獲得更多的能量，而鋁元素以及鋁合金中的Mg、Zn、Li沸點低、易蒸發(fā)且蒸汽壓大，雖然這有助于小孔的形成，但等離子體的冷卻作用（等離子體對能量的阻蔽和吸收，減少了激光對母材的能量輸入）使得等離子體本身"過熱"，卻阻礙了小孔維持連續(xù)存在，容易產(chǎn)生氣孔等焊接缺陷，從而影響焊接成形和接頭的力學(xué)性能，所以小孔的誘導(dǎo)和穩(wěn)定成為保證激光焊接質(zhì)量的一個重點-上海激光刻字公司友情指出！ 由于鋁合金的高反射性和高導(dǎo)熱性，要誘導(dǎo)小孔的形成就需要激光有更高的能量密度。由于能量密度閾值的高低本質(zhì)上受其合金成分的控制，因此可以通過控制工藝參數(shù)，選擇確定激光功率保證合適的熱輸入量，來獲得穩(wěn)定的焊接過程。另外，能量密度閾值一定程度上還受到保護(hù)氣體種類的影響。例如，激光焊接鋁合金時使用N2氣時可較容易地誘導(dǎo)出小孔,而使用He氣則不能誘導(dǎo)出小孔。這是因為N2和Al之間可發(fā)生放熱反應(yīng)，生成的Al-N-O 三元化合物提高了對激光吸收率。 3. 氣孔問題 鋁合金種類不同，產(chǎn)生的氣孔類型也不同。一般認(rèn)為，鋁合金在焊接過程中產(chǎn)生以下幾類氣孔。 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)下的溶氫能力至多只有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(hù)氣體產(chǎn)生的氣孔。在高能激光焊接鋁合金的過程中，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。在激光焊接過程中，當(dāng)表面張力大于蒸氣壓力時，小孔將不能維持穩(wěn)定而塌陷，金屬來不及填充就形成了孔洞。對減少或避免鋁合金激光焊接中的氣孔缺陷也有很多實際措施，如調(diào)整激光功率波形，減少小孔不穩(wěn)定塌陷，改變光束焦點高度和傾斜照射，在焊接過程時施加電磁經(jīng)場作用以及在真空中進(jìn)行焊接等。近幾年來，又出現(xiàn)了采用填絲或預(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。 4. 裂紋問題 鋁合金屬于典型的共晶合金，在激光焊接快速凝固下更容易產(chǎn)生熱裂紋，焊縫金屬結(jié)晶時在柱狀晶邊界形成AL-Si或Mg-Si等低熔點共晶是導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的原因。為減少熱裂紋，可以采用填絲或預(yù)置合金粉未等方法進(jìn)行激光焊接。通過調(diào)整激光波形，控制熱輸入也可以減少結(jié)晶裂紋。 我司服務(wù)： 金屬塑料產(chǎn)品刻字 歡迎有需求的用戶點擊進(jìn)入我司主頁http://www.shlqjg123.com訪問，了解我司更多服務(wù)！

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