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创鑫激光研发新工艺 为提升焊接质量做出了新贡献

信息来源:hanjie.biz   时间: 2021-06-14  浏览次数:18

  在进行激光焊接时由于铝合金对激光的反射率极高,焊接过程中气孔敏感性高,焊接时不可避免地会出现一些问题缺陷,如气孔、热裂纹、炸火、虚焊等,在研发初期很多厂家都会为此大伤脑筋。传统的解决方式主要通过提高焊接过程中激光器的稳定性,然而近几年现有技术水平已经能够保持激光器输出的激光功率稳定性很高且容易监控,在解决激光焊接的脱焊,虚焊缺陷问题上,行业龙头企业的技术人员把关注重点转移到焊接前工件表面清洁度的检测上,并且取得了一定的成效。

  创鑫激光焊接是将高强度激光辐射至金属表面,通过激光与金属间热力耦合作用使金属熔化再冷却结晶形成焊缝的技术。根据激光焊接的热作用机制可分为热导焊和深熔焊两种,热导焊主要应用于精密零件的封装焊接或微纳焊接;激光深熔焊主要用在需要完全熔透的材料焊接中,其焊接过程会使材料汽化,熔池中出现匙孔现象,是目前使用最广泛的激光焊接方式,也是铝合金焊接的首选方式。创鑫激光熔焊优势是激光焊接铝合金采用摆动激光焊接,不添加辅助材料,焊接设备简单,无需耗材,便于自动化,劣势是对焊接间隙的要求高,否则焊缝容易塌陷;焊接起点与终点易产生重点;焊接过程稳定性一般,易产生焊接缺陷。为此,创鑫激光研发了三种激光熔焊抑制气孔方式,分别是通过焊前表面处理方式抑制焊接气孔、通过焊接工艺参数抑制焊接气孔、通过正确选择保护气体及流量抑制焊接气孔。一、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。

不同表面处理方法后焊缝孔

  经过对比,采用化学方法处理试板表面(金属清洗剂清洗-水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗-干燥)的流程处理最好。其中碱洗用25%NaOH(氢氧化钠)水溶液去除材料表面厚度,酸洗用20% HNO3(硝酸)+2% HF(氟化氢)水溶液中和残留的碱液。试板表面处理后在24小时内实施焊接,试板处理后停留时间较长时焊前装配再用无水酒精擦拭。 二、通过焊接工艺参数抑制焊接气孔。焊缝气孔的形成除了与焊件表面处理质量有关,还与焊接工艺参数相关。焊接参数对焊缝气孔的影响主要体现在焊缝熔透情况,即焊缝背宽比对气孔的影响。

焊缝熔透对焊缝气孔的影响

  通过测试可知,焊缝背宽比R>0.6时可以有效改善焊缝中链状气孔的集中分布,当背宽比R>0.8时,可以有效改善焊缝中大气孔的存在,并很大程度上消除了焊缝中气孔的残留。三、通过正确选择保护气体及流量抑制焊接气孔。保护气体的选用直接影响到焊接的质量、效率及成本,激光焊接过程中,正确的吹入保护气体可以有效减少焊缝气孔。

不同类型对焊缝气孔影响

  如上图,采用Ar(氩气)和He(氦气)对焊缝表面进行保护,在铝合金激光焊接过程中,Ar和He对激光的电离程度不同,造成焊缝成形不尽相同。结果可见,选用Ar作为保护气体所得焊缝的气孔率整体少于选用He作为保护气体时焊缝的气孔率。 同时我们也要注意,气流量过小(由于铝合金特性,大功率激光焊接应用还存在许多问题有待深入研究,其主要问题就是控制焊缝气孔缺陷,提高焊接质量。铝合金激光焊缝气孔工程化控制应综合考虑焊接前、焊接过程、焊接后处理的各个环节,从而提高焊接过程稳定性。创鑫激光提出了自己的新方式,为行业做出了贡献。

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