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金属材料的激光焊接

编辑: 发表时间:2018-11-30 10:23:43浏览量:768

铝及其铝合至激光焊接的主要困难是它对10. 8pon波长的Co2激光束的反射率高。铝是热和电的良导体,高密度的自由电子使它成为光的良好反射体,起始表面反射率超过90%,也就是说,深熔焊必须在小千10%的输人能量开始,这就要求很高的输入功率以保证焊接开始时必需的功率密度,而一且小孔生成。它对光束的吸取率迅速提高,甚至可达到90%。从而使焊...
     铝合金的激光焊接


    铝及其铝合至激光焊接的主要困难是它对10. 8pon波长的Co2激光束的反射率高。铝是热和电的良导体,高密度的自由电子使它成为光的良好反射体,起始表面反射率超过90%,也就是说,深熔焊必须在小千10%的输人能量开始,这就要求很高的输入功率以保证焊接开始时必需的功率密度,而一且小孔生成。它对光束的吸取率迅速提高,甚至可达到90%。从而使焊接过程顺利进行。铝及其合金焊接时。随着温度的升高,氢在铝中的溶解度急剧增大,溶解千其中的氢成为焊缝的缺陷源。焊缝中多存在气孔,深熔焊时根部可能出现空洞,焊道成形较差。


    最近,汽车用铭合金的激光焊接受到关注,进行了许多探讨,已对铝合金车A凶州子了YAG激光焊。通常采用高Si的Al焊丝进行YAG激光焊接。利用3kW光纤传送YAG激光对6 X X X系列的合金进行焊接,尤其探讨了激光束的匹配问题,以及间隙许允度及重力的影响,向上、向下及横向焊接都可以。其他,还进行了各种台金YAG激光的对接、搭接及I形接头焊接试验,比较了其焊接性及各种保护气体下接头的杭拉强度,进行了铸造材和挤出材的YAG激光焊接,探讨了气孔生成及各种焊接条件的影响。
镁合金的激光焊接


    Mg合金密度比Al小36%,作为高比强材料受到关注。因此进行了脉冲YAG激光和连续C02激光焊接试验,对于板厚1.8MM的AZ31B-H244合金(3.27%Al, 0.79%Zn)各种缺陷较少的最佳焊接条件为平均功率0.8kW, 5ms, 120Hz, 300mm/s,焦点尺寸0. 42mm,连续C02激光焊接获得了良好的熔透焊缝。还测定了YAG激光焊接区的硬度分布,发现HAZ组织窄,几乎没有软化。


    钢的激光焊接


    (1)低合金高强度钢


    低合金高强度钢的激光焊接,只要所选择的焊接参数适当,就可以得到与母材力学性能相当的接头。HY-130钢是一种典型的低合金高强度钢‘经过调质处理,它具有很高的强度和较高的抗裂性。用常规焊接方法焊,其焊缝和HAZ组织是粗晶、部分细晶及原始组织的棍合体,接头的韧性和扰裂性与母材相比要差得多,而且焊态下焊缝和HAZ金属组织对冷裂纹特别敏感。激光焊焊接接头不仅具有高的强度,而且其有良好的韧性和良好的抗裂性。其有以下原因。


    ①激光焊焊缝细、HAZ姐织窄。在冲击试验时,裂故并不沿焊缝砌I AZ姐织扩展,常常是扩展进母材。冲击断口的扫描电镜观察充分说明了这一点,断口上大部分区域是未受热影响的母材,因此整个接头的抗裂性,实际上很大一部分是由母材所提供的。


    ②从接头的硬度和显微硬度的分布来看,激光焊其有较高的硬度和较陡的硬度梯度,这表明可能有较大的应力集中出现。但是,在硬度较高的区域。正对应于细小的组织。高的硬度和细小的组织的共生效应使得接头既有高的强度,又有足够的韧性。


    ③激光焊焊缝HAZ组织主要为马氏体,这是由干它的焊接速度高、热输入小所造成的。HY-130钢中碳的质量分数很小(约0.1%)。焊接过程中由于冷却速度快,形成低碳马氏体,这种组织的练合性能优于捍条电弧焊和熔化极气体保护焊中产生的针状铁素体和马氏体的混合物。再加上晶粒细小得多,接头性能无疑是优良的。


    ④HY-130激光焊时,焊桔中的有害元素大大减少,产生了净化效应,提高了接头的韧性。


    (2)不锈钢


    奥氏体不锈钢由于具有良好的抗腐蚀性,以及高温和低温韧性而获得广泛的应用。这类不锈钢的特点是合金元素含量高,热导性仅为低碳钢的1/3,线膨胀系数大,为低碳钢的1. 5倍。


    对Ni-Cr系不锈钢进行焊接时,材料具有很高的能量吸取率和熔化效率。用激光焊焊接时,由子焊接速度快,减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响,焊缝无气孔、夹杂等缺陷,接头强度和母材相当。用小功率激光焊焊接薄板,可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。


    不锈钢的激光焊,可用于核电站中不锈钢、核燃料包等的焊接,也可以用于化工等其他行业。


    (3)碳素钢


    由于激光焊时的加热速度和冷却速度非常快,所以在焊接碳素钢时。随着含碳量的增加,焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。


    硅钢


    硅钢片是一种应用广泛的电磁材料,在轧制过程中为了保证生产线运行的连续性,需要对硅钢薄片进行焊接,但硅钢中Si的质量分数高(约3%李,Si对二Fe其有强烈的固深强化作用,使硅钢的硬度、强度增加,塑性、韧性急剧下降,而且冷轧造成的加工硬化,使强度、硬度进一步增加。


2018-11-30 768人浏览

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