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铝合金激光焊接工艺参数(激光焊接铝板工艺参数)

文章作者:大神 发布时间:2022-09-24 18:44:09 浏览次数:0
铝合金激光焊接工艺参数(激光焊接铝板工艺参数)

铝合金激光焊接工艺参数

焊接铝合金,解决上述问题,主要从以下几个方面来解决。

3.1气体保护装置

影响铝合金中低熔点元素损失的最大因素是气体从喷嘴喷出时的压力。通过降低喷嘴直径,可以降低气体压力和流速Mg、Zn焊接过程中的烧伤也可以增加熔深。有直吹和侧吹两种吹风方式,也可以同时在焊件上下吹风,根据焊接中的实际情况选择吹风方式。

3.2表面处理

铝合金对激光有很高的反应作用。对铝合金进行适当的表面预处理,如阳极氧化、电解抛光、喷砂处理、喷砂等,可显著提高表面对光束能量的吸收。研究表明,铝合金去除氧化膜后的结晶裂纹倾向大于原始铝合金。为了不破坏铝合金的表面状态,简化激光焊接工艺,可采用焊前预处理方法提高工件表面温度,提高激光材料的吸收率。

3激光器参数

焊接激光器分为脉冲激光器和连续激光器,脉冲激光器波长1064nm时间束特别集中,脉冲单点能量大于连续激光器。但脉冲激光器的能量一般不超过,因此一般适用于薄壁焊件。

3.1脉冲模式焊接

激光焊接应选择合适的焊接波形。常用的脉冲波形包括方波、尖峰波、双峰波等。通常脉冲波时间为毫秒,激光脉冲时金属反射率变化很大。铝合金表面对光的反射率过高。当高强度激光束辐射到材料表面时,60%-98%的激光能量会因反射而丧失,反射率会随着表面温度的变化而变化。因此,一般焊接铝合金时最好选择尖波和双峰波。波形上升阶段是为铝合金熔化提供更大的能量。一旦工件中形成小孔,开始深熔焊,金属熔化后液态金属对激光的吸收率迅速增加。此时,激光能量应迅速降低,焊接功率应小,以免飞溅。焊接波形后部脉宽较长,可有效减少气孔和裂纹的产生。采用焊缝熔化凝固,降低熔池的凝固速度。不同类型的焊接样品可适当调整波形。

选择合适的离焦也可以减少气孔的产生。离焦的变化对焊缝的表面形成和熔化深度有很大的影响。负离焦可以增加熔化深度,而正离焦可以使焊缝表面更光滑、更美观。

由于铝合金对激光的反射率较高,为了防止激光束垂直入射造成垂直反射,损坏激光聚焦镜,焊接接头通常偏转一定角度。随着激光倾斜角的增加,焊点直径和有效结合面直径增大,当激光倾斜角为40时°获得最大的焊点和有效的结合面。随着激光倾斜角的减小,焊点的熔深和有效熔深大于60°有效焊接熔深降为零。因此,将焊头倾斜到一定角度,可适当增加焊缝的熔深和熔宽。

此外,铝合金激光焊接时,焊接速度越快,越容易出现裂纹。由于焊接速度过快,过冷,焊缝区晶粒细化,形成大量同方向生长的束晶体,有利于束晶体之间晶体表面的裂纹。焊接速度太快,焊件的熔深相对较小。

3.2连续焊接模式

使用传统的激光焊接会出现脆化甚至裂纹,使用连续激光焊接由于其加热过程不像脉冲机突然冷热,焊接裂纹倾向不是很明显,光纤激光焊接大多数铝合金不脆,焊接后有一定的韧性,优势明显。

工业纯铝脉冲激光焊接可以很好地焊接,焊接后一般不会出现裂纹,但现在有些行业,焊接后表面需要抛光,激光脉冲焊会有凹陷,抛光量会增加,增加加工周期和生产成本,连续激光可以很好地解决这些问题。电池外壳的密封是脉冲激光焊接和连续激光焊接后的焊缝。脉冲焊点不均匀,咬边,表面凹陷,飞溅较多,焊后强度不高。为提高焊缝质量,采用连续激光焊接,焊缝表面光滑均匀,无飞溅,无缺陷,焊缝内无裂纹。

氩弧焊容易出现弧坑,激光焊也容易出现小坑,可逐渐改善,即在波形中设置缓升缓降阶段;此外,焊接可适当提高焊接速率,避免小坑。

在铝合金焊接方面,与传统焊接方法相比,连续激光具有生产效率高、无需填丝等优点;与脉冲激光焊接相比,可解决焊接后的裂纹孔飞溅等缺陷,保证铝合金焊接后具有良好的机械性能;焊后不会凹陷,焊后抛光量减少,节省了生产成本。但由于连续激光的光斑相对较小,对工件的装配精度要求较高。

3.5引入合金元素

防止热裂纹是铝合金激光焊接的关键技术之一。6000系列合金具有较强的裂纹敏感性。ω(Mg2Si)=1%时会出现热裂纹,通过添加合适的合金元素来调整熔池的化学成分来改善,比如添加合金元素来调整熔池的化学成分。Al-Si或者Al-Mg-Si粉末,有利于减少裂纹。此外,还可以通过送丝提高焊接效果,获得均匀的焊缝,提高熔合区枝晶中的焊缝硬度Mg、Si由于填充材料引入浓度的增加,β〃固熔强化会增加接头的强度。通常填充6063和6082铝合金Al-5Si和Al-7Si分别采用6013和6056板焊丝CO2和Nd:yag焊接、填充激光器Al-12Si焊丝。

3.6其他工艺方法

针对铝合金激光焊接过程的稳定性和焊接质量,目前铝合金激光焊接的研究热点是采用复合工艺,即激光高能密度和电弧加热范围耦合,充分发挥两种热源本身的优势,结合高能密度光束质量和稳定电弧的特点,互补。对于铝合金等高反射材料,激光复合焊接可使电弧能预热或熔化材料表面,大大提高铝合金对激光能量的吸收。T.Shida等人采用10kW的CO2激光器与TIG和MIG电弧复合焊接铝合金,电弧的引入大大提高了激光能量的利用 焊缝熔深比也提高了5%-20%,同时焊缝表面形成光滑良好。激光复合焊通过激光束与电弧的耦合,增加了熔池的几何尺寸,改变了熔化状态下材料的流态条件,有利于排除气孔。

双光束焊接铝合金也是消除气孔的一种方法,采用6光束焊接铝合金kW连续光纤激光器进行了5052铝合金双光束对接焊接,研究了双光束并行和串行排列两种焊接方式,以及不同焊接速度下的焊接形状和组织,发现双光束并行焊接焊缝中有大孔,串行焊接铝合金可获得良好的焊接成型,无孔。

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