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光纤激光器在铝及铝合金焊接中的技术工艺

时间:2021-09-06 15:14  阅读:293
铝合金具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性、传热性及抗腐蚀性能优良等特点,在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用。

随着材料技术的发展,各种高强高韧铝合金不断推出,尤其是第三代铝锂合金、新型高强铝合金的出现,对铝合金激光焊接机技术提出了更多更高的要求,同时铝合金的多样性也带来了各种各样的激光焊接新问题,所以必须深入研究这些问题,才能更有效地拓展铝合金激光焊接结构的应用潜力。
激光焊接机
压铸铝的相对密度比铝小36%,做为高比强的材料备受关注。因而开展了单脉冲YAG激光和持续C02激光焊接实验,针对板厚1.8MM的AZ31B-H244铝合金(3.27%Al,0.79%Zn)各种各样缺点较少的最好焊接标准为平均功率0.8kW,5ms,120Hz,300mm/s,聚焦点规格0.42mm,持续C02激光焊接得到了优良的焊透焊接。

一、铝合金激光焊接中存在的主要问题
激光焊接是以激光作为高能密度光源,具有加热快和瞬时凝固的特点,深宽比高达到12:1但是由于铝合金具有高的反射率和良好的导热性以及等离子体的屏蔽作用,焊接时不可避免地出现一些缺陷问题,其中最主要的两个缺陷是气孔和热裂纹。由于铝合金对激光的反射很强,铝合金激光焊接首先遇到的问题就是如何有效地提高材料对激光的吸收。基于铝合金自身的一些特点,也使得激光焊接工艺更加复杂,有待改进和完善。

二、铝合金激光焊接工艺
为了实现激光对铝合金的焊接,解决上述存在的问题,目前主要从以下几个方面加以解决。

1.气体保护装置
铝合金中低熔点元素损失影响最大的因素是气体从喷嘴喷出时的压力,通过减小喷嘴直径,增加气体压力和流速均可降低Mg、Zn等在焊接过程中的烧损,同时也可以增加熔深。吹气方式有直吹和侧吹两种,还可以在焊件上下同时吹气,焊接中根据实际情况选择吹气方式。

2.表面处理
铝合金对激光具有高反作用,对铝合金进行适当的表面预处理,如阳极氧化、电解抛光、喷沙处理、喷砂等方式,可以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比原始态铝合金大。为了既不破坏铝合金表面状态,又能简化激光焊接工程工艺过程,可以采用焊前预处理的办法升高工件表面温度,以提高材料对激光的吸收率。

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时光束特别集中,脉冲单点能量比连续激光器的大。但是脉冲激光器的能量一般不超过 ,所以一般适用薄壁焊件。

4. 其他工艺方法
针对铝合金激光焊接过程的稳定性及焊缝质量问题,当前,铝合金激光焊接的研究热点是采用复合工艺,即将激光的高能量密度和电弧较大的加热范围耦合,充分发挥了两种热源自身的优势,兼并了高能密度光束质量和稳定电弧的特性,相得益彰。
激光焊接机
以上就是光纤激光器在铝合金焊接中的技术工艺,工业纯铝用脉冲激光焊能很好地焊接,焊后一般不会出现裂纹,但现在有些行业,焊后表面需要打磨,而激光脉冲焊后会有凹陷,打磨量会增加,这增加了加工周期和生产成本,而连续激光器可以很好的解决这些问题。



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