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激光焊接机在紫铜、黄铜等铜材料中的焊接技术

时间:2021-10-14 15:09  阅读:100
近年来,随着风电、水电、太阳能及核电等绿色可持续发展能源产业的高速发展,市场对紫铜需求量逐年递增。在市场需求推动下,紫铜高效、优质焊接技术研究越来越受到国内外同行的关注,尤其是电子、通信领域的超薄、超细紫铜零部件的激光精密焊接以及电力、化工、机车等领域的大厚度大尺寸紫铜工件的不预热白动化高效焊接这两个应用领域。下面介绍激光焊接机在紫铜、黄铜等铜材料中的焊接技术。

激光焊接机具有能量密度大、熔化金属量少、热影响区窄,以及焊接质量高和生产效率高等优点,应用于紫铜焊接可以有效提高生产效率,逐渐被越来越多的行业选择。但由于高反材料对光纤激光的吸收率较低,所以加工难度也较大,这对激光光源也有着更多的要求。

铜的粘度很低——比钢或铝低得多——并且容易产生波动和移动 与其他材料(如钢)相比,铜也会快速凝固,导致焊缝形状不规则和焊缝间隙填充不良。 对于铜来说,激光本身会在熔池中产生波和电流,从而导致整个湍流。开发了一个椭圆形熔池的铜焊缝,以减少凝固前熔池后部的湍流。 这很难实现,需要精确控制热量和进料速度。

与基材相比,铜焊缝通常较软,因为铜是非同素异形体,且不会发生相变 熔融铜具有粗糙的微观结构,可能容易开裂。 铜中的氧含量加剧了这个问题 氧化铜可以与氢气反应生成蒸汽,从而导致晶间开裂。 使用无氧铜(OFC)或无氧高导热铜(OFHC)可以减少开裂。 小心使用覆盖气体和控制焊接环境也有助于减少裂纹和提高焊接质量。

室温下紫铜对红外激光的吸收率约为5%,加热到熔点附近后吸收率能够达到20%左右,因此,要实现紫铜的激光深熔焊接需要很高的激光功率密度。紫铜对激光吸收率低还使激光焊接过程对紫铜工件表面的粗糙度、氧化物等非常敏感,导致紫铜的激光焊接过程稳定性和工艺可重复性很差.因此,为了将激光应用于紫铜焊接,国内外研究者往往使用尽可能大功率的激光器或者设法提高紫铜焊接过程中激光能量的耦合效率。

上面就是激光焊接机在紫铜、黄铜等铜材料中的焊接技术,随着激光器技术的快速发展,多模激光器在工业上的使用日趋广泛。如何克服多模激光器应用于焊接紫铜的技术瓶颈,开发基于多模激光器的优质、高效的紫铜焊接技术将会是今后紫铜激光焊接技术研究的发展趋势。


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