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許多金屬資料和非金屬資料都能夠采納激光焊接。影響資料激光焊接性的身分除資料自己的冶金特征之外,還包含資料的光學(xué)機(jī)能,亦即資料對(duì)激光的接收才能。接收才電池蓋帽激光焊接機(jī),激光,激光官網(wǎng),激光廠家能強(qiáng)的資料易于焊接,而接收才能差(反射率大)的資料(如A1、Cu等)焊接較困難。
(一)碳鋼和合金鋼的激光焊
采納適合的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)低碳鋼停止焊接時(shí),焊縫具備良好的拉伸和打擊等機(jī)械機(jī)能,用X射線停止查驗(yàn)的成果也很好。國(guó)內(nèi)外均已采納激光焊接汽車(chē)齒輪,而這類(lèi)齒輪本來(lái)只用電子束焊接。
外洋對(duì)三種民用船舶船體結(jié)構(gòu)鋼(編號(hào)分別為A、B、C)的激光焊停止了實(shí)驗(yàn)研討。實(shí)驗(yàn)板材的厚度規(guī)模為:A級(jí)—9.5~12.7妹妹,B級(jí)—12.7~19.0妹妹,C級(jí)—25.4~28.6妹妹。鋼的ω(C)不大于0.23%,ω(Mn)為0.6%~1.03% , 鋼的脫氧才能從A級(jí)到C級(jí)順次遞增。焊接時(shí),利用的激光功率在10kW閣下,焊接速率為0.6~1.2m/min。除對(duì)厚度為19.0妹妹和25.4妹妹的板材停止正反雙方焊外,其余試件均為一次焊雙面成形。經(jīng)由過(guò)程對(duì)試件停止拉伸、曲折和打擊等實(shí)驗(yàn)注解,激光焊討論機(jī)能良好。
激光焊接碳鋼實(shí)例如下:
1、冷軋低碳鋼板的焊接
板厚為0.4~2.3妹妹,寬度為508~1279妹妹的低碳鋼板,用功率1.5kW的CO2激光器焊接,較大焊接速率為l0m/min,投資本錢(qián)僅為閃光對(duì)焊的2/3。
2、鍍錫板罐身的激光焊
鍍錫板俗稱馬口鐵,重要特色是表層有錫和涂料,是制造小型噴霧罐身和食物罐身的罕用資料。用高頻電阻焊工藝,裝備投資本錢(qián)高,并且電阻焊焊縫是搭接,耗電池蓋帽激光焊接機(jī),激光,激光官網(wǎng),激光廠家材也多。小型噴霧罐身,由約0.2妹妹厚的鍍錫板制成,用1.5kW激光器,焊接速率可達(dá)26m/min。
用0.25妹妹 厚的鍍錫板制造的食物罐身,用700W的激光焊停止焊接,焊接速率為8m / min以上,討論的強(qiáng)度不低于母材,沒(méi)有脆化偏向,具備良好的韌性。這重要是因?yàn)榧す夂负缚p窄(約0.3妹妹),熱影響區(qū)小,焊縫構(gòu)造晶粒渺小。別的,因?yàn)槲廴拘?yīng),使焊縫含錫量獲得節(jié)制,不影響討論的機(jī)能。焊后的翻邊及密封性查驗(yàn)注解,無(wú)開(kāi)裂及透露征象。英國(guó)CMB公司用激光焊焊接罐頭盒縱縫,每秒可焊10條,每條焊縫長(zhǎng)120妹妹,并可對(duì)焊接品質(zhì)停止及時(shí)監(jiān)測(cè)。
合金鋼的激光焊,只需所抉擇的焊接參數(shù)恰當(dāng),就能夠獲得與母材力學(xué)機(jī)能相稱的討論。美國(guó)水師對(duì)潛艇耐壓殼用Hy-130合金鋼的激光焊注解,討論的力學(xué)機(jī)能,如斷裂強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等,比其余慣例辦法所焊討論的機(jī)能良好。打擊實(shí)驗(yàn)注解,激光焊討論的DT能(靜態(tài)扯破能)靠近母材,并且打擊韌度優(yōu)于母材。
激光焊討論具備高強(qiáng)度、良好的韌性和抗裂性,緣故原由如下:
(1)激光焊焊縫細(xì)、熱影響區(qū)窄。焊接裂紋其實(shí)不老是沿著焊縫或熱影響區(qū)擴(kuò)展,經(jīng)常是擴(kuò)展進(jìn)母材。打擊斷口上大部分地區(qū)是未受熱影響的母材,是以全部討論的抗裂性實(shí)際上很大部分是由母材所供給的;
(2)從討論的硬度和顯微構(gòu)造的散布來(lái)看,激光焊有較高的硬度和較陡的硬度梯度,這注解可能有較大的應(yīng)力會(huì)合呈現(xiàn)。然則,在硬度較高的地區(qū),對(duì)應(yīng)于渺小的構(gòu)造。高的硬度和渺小構(gòu)造的共生效應(yīng)使得討論既有高的強(qiáng)度,又有充足的韌性;
(3)激光焊熱影響區(qū)的構(gòu)造重要為馬氏體,這是因?yàn)樗暮附铀俾矢摺彷敵鲂∷鶚?gòu)成的。 Hy-130鋼的含碳量很低,焊接過(guò)程當(dāng)中因?yàn)槔鋮s速率快,構(gòu)成低碳馬氏體,加之晶粒渺小,討論機(jī)能比手工電弧焊和氣體掩護(hù)焊的好;
(4)合金鋼激光焊時(shí),焊縫中的無(wú)害雜質(zhì)元素大大削減,發(fā)生了污染效應(yīng),進(jìn)步了討論的韌性。
(二)不銹鋼的激光焊
奧氏體不銹鋼有300多種,大多數(shù)均可用于激光焊,但應(yīng)注意,含S過(guò)量的不銹鋼輕易發(fā)生焊縫裂紋。是以,在冶煉用于激光焊的不銹鋼時(shí),應(yīng)當(dāng)限定S含量。奧氏體不銹鋼的熱導(dǎo)率是碳鋼的1/3,它對(duì)激光能量的接收后果比碳鋼好,在一致能量密度激光的輻射感化下,能獲得較大熔深的焊縫。對(duì)奧氏體不銹鋼停止激光焊時(shí),采納較高的焊接速率和較低線能量也能獲得良好的焊縫。假如奧氏體不銹鋼在450~870℃長(zhǎng)期保溫,會(huì)在晶界上析出富Cr碳化物,低落耐蝕性,激光焊時(shí)輸出的熱量過(guò)量也會(huì)呈現(xiàn)這類(lèi)偏向。奧氏體不銹鋼的激光焊縫變形較小,但濕氣進(jìn)入焊縫會(huì)惹起晶間腐化和開(kāi)裂,以是應(yīng)采取措施對(duì)此停止防備。
鐵素體不銹鋼的激光焊接性比奧氏體不銹鋼差(低碳和低Cr鐵素體不銹鋼的焊接性要好一些),其融化焊焊縫的韌性和耐蝕性低于母材,熱影響區(qū)輕易發(fā)生晶粒粗化和馬氏體相變。
馬氏體不銹鋼的激光焊接性較差,這是因?yàn)槠浜缚p和熱影響區(qū)易發(fā)生馬氏體相變。對(duì)付含碳量ω(C)大于0.1%的馬氏體不銹鋼的激光焊,倡議采納奧氏體不銹鋼焊絲來(lái)削減焊縫的馬氏體量;采納正當(dāng)?shù)暮讣A(yù)熱和焊后熱處置來(lái)加重焊縫和熱影響區(qū)的脆性,防止焊件開(kāi)裂。
(三)硅鋼的激光焊
硅鋼片是一種利用普遍的電磁資料,但采納慣例的焊接辦法很難停止焊接。今朝采納 TIG焊的重要問(wèn)題是討論脆化,焊態(tài)下討論的重復(fù)曲折次數(shù)低或許不克不及曲電池蓋帽激光焊接機(jī),激光,激光官網(wǎng),激光廠家折,因此焊后不能不增長(zhǎng)一道火焰退火工序,增長(zhǎng)了工藝流程復(fù)雜性。
用CO2激光焊焊接硅鋼薄板中焊接性較差的Q112B高硅取向變壓器鋼(板厚0.35妹妹),獲得了滿足的成果。硅鋼焊接討論的重復(fù)曲折次數(shù)越高,討論的塑性和韌性越好。幾種焊接辦法(TIG焊、光束焊和激光焊)的討論重復(fù)曲折次數(shù)的比擬注解,激光焊討論較為精良,焊后不顛末熱處置即可滿足生產(chǎn)線對(duì)討論韌性的請(qǐng)求。
生產(chǎn)中半成品硅鋼板,一樣平常厚度為0.2~0.7妹妹,幅寬為50~500妹妹,罕用的焊接辦法是TIG焊,但焊后討論脆性大,用1kW的CO2激光焊焊接這類(lèi)硅鋼薄板,較大焊接速率為 10m/min,焊后討論的機(jī)能獲得了很大改良。
(一)鋁及鋁合金的激光焊
鋁及其合金的激光焊的重要艱苦有如下兩個(gè)方面。
1、因?yàn)楣ぜ饷嬖陂_(kāi)端時(shí)的反射率極高(跨越90%),反射率又不穩(wěn)定;
2、跟著溫度的降低,氫在鋁中的溶解度急劇增長(zhǎng),焊縫中普遍存在著氣孔。
是以,對(duì)這類(lèi)資料停止焊接時(shí),工件外面需停電池蓋帽激光焊接機(jī),激光,激光官網(wǎng),激光廠家止預(yù)處置,且必要大功率的激光器。
外洋有人利用8kW的CO2激光焊透12.7妹妹的5456型鋁合金,但焊縫強(qiáng)度比母材低的多,這重要是因?yàn)槟覆闹械腗g、Mn元素對(duì)激光接收才能強(qiáng),構(gòu)成為了擇優(yōu)蒸發(fā),末了招致焊縫中的Al3Mg2強(qiáng)化相削減。
只管激光焊鋁及其合金存在較大艱苦,但經(jīng)由過(guò)程大批研討注解,采納10kW閣下的激光束和氣體掩護(hù)體系,反抗陸地腐化機(jī)能良好的鋁-鎂合金(5000系列)已停止了勝利地焊接。采納6kW的激光器焊接9.5妹妹的板材時(shí),焊縫雖仍有氣孔,但焊道成形良好,均勻討論強(qiáng)度達(dá)343MPa,與母材強(qiáng)度相稱,但焊縫塑性較低。
持續(xù)激光焊能夠?qū)︿X及其合金停止從薄板周詳焊到板厚50妹妹深穿入焊的各類(lèi)焊接。鋁及其合金的CO2激光焊的工藝參數(shù)見(jiàn)表2-8。
表2-8 鋁及其合金的CO2激光焊的工藝參數(shù)
材 料 | 板 厚/妹妹 | 焊 接 速 度/cm·s-1 | 功 率/kW |
鋁及其合金 | 2 | 4.17 | 5 |
(二)銅及銅合金的激光焊
因?yàn)殂~及銅合金的熱導(dǎo)率和反射率比鋁合金還高,一樣平常很難停止焊接。在極高的激光功率和對(duì)外面停止處置的前提下,可對(duì)多數(shù)合金,如磷青銅、硅青銅等停止焊接。因?yàn)閆n元素易揮發(fā),以是黃銅的焊接機(jī)能欠好。
(三)鈦及鈦合金的激光焊
鈦合金化學(xué)機(jī)能高,在低溫下輕易氧化,在330℃時(shí)晶粒開(kāi)端長(zhǎng)大。在停止激光焊時(shí),正反面都必需施加惰性氣體掩護(hù),氣體掩護(hù)規(guī)模須擴(kuò)展到400~500℃(即拖罩掩護(hù))。鈦合金對(duì)接時(shí),焊前必需把坡口清算清潔,可先用噴砂處置,再用化學(xué)辦法洗濯。別的,裝置要準(zhǔn)確,討論間隙寬度要嚴(yán)格節(jié)制。
對(duì)1妹妹厚的Ti-6Al-4V板材采納4.7kW的激光輸出功率,焊接速率可跨越15m/min。經(jīng)X射線反省表現(xiàn),討論致密,無(wú)縫隙,無(wú)氣孔、無(wú)夾雜物、討論強(qiáng)度與母材鄰近,疲勞強(qiáng)度亦與母材相稱。當(dāng)加快焊接速率時(shí),利用3.8kW的激光功率可焊接7.5妹妹的厚板。
鈦及其合金焊接時(shí),氧氣的溶入對(duì)討論的機(jī)能有不良影響。在激光焊時(shí),只需利用了掩護(hù)氣體,焊縫中的氧就不會(huì)有明顯變更。激光焊焊接低溫鈦合金,也能夠獲得電池蓋帽激光焊接機(jī),激光,激光官網(wǎng),激光廠家強(qiáng)度和塑性良好的討論。
大部分低溫合金能夠獲得好的激光焊縫,包含電弧焊難以焊接的含高Al、Ti的時(shí)效處置合金。用于焊接的激光發(fā)生器一樣平常為CO2持續(xù)或脈沖激光發(fā)生器,功率為1~50kW。
激光焊焊接這類(lèi)低溫資料時(shí),輕易呈現(xiàn)裂紋和氣孔。采納2kW疾速軸向活動(dòng)式激光器,對(duì)厚度2妹妹的Ni基合金停止焊接,較好焊接速率為8.3妹妹/s;厚度l妹妹的Ni基合金,較好焊接速率為34妹妹/s。低溫合金激光焊的力學(xué)機(jī)能較高,討論強(qiáng)度系數(shù)為90%~100%。
激光焊用的掩護(hù)氣體,保舉采納氦氣或氦氣與大批氬的混雜氣體。利用氦氣本錢(qián)較大,然則氦氣能夠克制離子云,增長(zhǎng)焊縫熔深。低溫合金激光焊的討論情勢(shì)一樣平常為對(duì)接和搭接討論,母材厚度可達(dá)10妹妹。討論制備和裝置請(qǐng)求很高,與電子束焊相似。激光焊的重要參數(shù)是輸出功率和焊接速率等,它是依據(jù)母材厚度和物理機(jī)能經(jīng)由過(guò)程實(shí)驗(yàn)確定的。
激光不只能夠焊接金屬資料,還能夠用于焊接陶瓷、玻璃、復(fù)合資料等非金屬資料。
焊接陶瓷時(shí)必要預(yù)熱以防止裂紋發(fā)生,一樣電池蓋帽激光焊接機(jī),激光,激光官網(wǎng),激光廠家平常預(yù)熱到1500℃,而后在氛圍中停止焊接,平日采納長(zhǎng)焦距的聚焦透鏡。為了進(jìn)步討論強(qiáng)度,也可增加焊絲。
焊接金屬基復(fù)合資料(Metal Matrix Composites—妹妹Cs)時(shí),易發(fā)生脆性相,這些脆性相會(huì)招致裂紋和低落討論強(qiáng)度,固然在必定條件下能夠獲得滿足的討論,但整體仍處于研討階段。