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许多金属资料和非金属资料都能够采纳激光焊接。影响资料激光焊接性的身分除资料自己的冶金特征之外,还包含资料的光学机能,亦即资料对激光的接收才能。接收才电池盖帽激光焊接机,激光,激光官网,激光厂家能强的资料易于焊接,而接收才能差(反射率大)的资料(如A1、Cu等)焊接较困难。
(一)碳钢和合金钢的激光焊
采纳适合的标准参数对低碳钢停止焊接时,焊缝具备良好的拉伸和打击等机械机能,用X射线停止查验的成果也很好。国内外均已采纳激光焊接汽车齿轮,而这类齿轮本来只用电子束焊接。
外洋对三种民用船舶船体结构钢(编号分别为A、B、C)的激光焊停止了实验研讨。实验板材的厚度规模为:A级—9.5~12.7妹妹,B级—12.7~19.0妹妹,C级—25.4~28.6妹妹。钢的ω(C)不大于0.23%,ω(Mn)为0.6%~1.03% , 钢的脱氧才能从A级到C级顺次递增。焊接时,利用的激光功率在10kW阁下,焊接速率为0.6~1.2m/min。除对厚度为19.0妹妹和25.4妹妹的板材停止正反双方焊外,其余试件均为一次焊双面成形。经由过程对试件停止拉伸、曲折和打击等实验注解,激光焊讨论机能良好。
激光焊接碳钢实例如下:
1、冷轧低碳钢板的焊接
板厚为0.4~2.3妹妹,宽度为508~1279妹妹的低碳钢板,用功率1.5kW的CO2激光器焊接,较大焊接速率为l0m/min,投资本钱仅为闪光对焊的2/3。
2、镀锡板罐身的激光焊
镀锡板俗称马口铁,重要特色是表层有锡和涂料,是制造小型喷雾罐身和食物罐身的罕用资料。用高频电阻焊工艺,装备投资本钱高,并且电阻焊焊缝是搭接,耗电池盖帽激光焊接机,激光,激光官网,激光厂家材也多。小型喷雾罐身,由约0.2妹妹厚的镀锡板制成,用1.5kW激光器,焊接速率可达26m/min。
用0.25妹妹 厚的镀锡板制造的食物罐身,用700W的激光焊停止焊接,焊接速率为8m / min以上,讨论的强度不低于母材,没有脆化偏向,具备良好的韧性。这重要是因为激光焊焊缝窄(约0.3妹妹),热影响区小,焊缝构造晶粒渺小。别的,因为污染效应,使焊缝含锡量获得节制,不影响讨论的机能。焊后的翻边及密封性查验注解,无开裂及透露征象。英国CMB公司用激光焊焊接罐头盒纵缝,每秒可焊10条,每条焊缝长120妹妹,并可对焊接品质停止及时监测。
合金钢的激光焊,只需所抉择的焊接参数恰当,就能够获得与母材力学机能相称的讨论。美国水师对潜艇耐压壳用Hy-130合金钢的激光焊注解,讨论的力学机能,如断裂强度、伸长率等,比其余惯例办法所焊讨论的机能良好。打击实验注解,激光焊讨论的DT能(静态扯破能)靠近母材,并且打击韧度优于母材。
激光焊讨论具备高强度、良好的韧性和抗裂性,缘故原由如下:
(1)激光焊焊缝细、热影响区窄。焊接裂纹其实不老是沿着焊缝或热影响区扩展,经常是扩展进母材。打击断口上大部分地区是未受热影响的母材,是以全部讨论的抗裂性实际上很大部分是由母材所供给的;
(2)从讨论的硬度和显微构造的散布来看,激光焊有较高的硬度和较陡的硬度梯度,这注解可能有较大的应力会合呈现。然则,在硬度较高的地区,对应于渺小的构造。高的硬度和渺小构造的共生效应使得讨论既有高的强度,又有充足的韧性;
(3)激光焊热影响区的构造重要为马氏体,这是因为它的焊接速率高、热输出小所构成的。 Hy-130钢的含碳量很低,焊接过程当中因为冷却速率快,构成低碳马氏体,加之晶粒渺小,讨论机能比手工电弧焊和气体掩护焊的好;
(4)合金钢激光焊时,焊缝中的无害杂质元素大大削减,发生了污染效应,进步了讨论的韧性。
(二)不锈钢的激光焊
奥氏体不锈钢有300多种,大多数均可用于激光焊,但应注意,含S过量的不锈钢轻易发生焊缝裂纹。是以,在冶炼用于激光焊的不锈钢时,应当限定S含量。奥氏体不锈钢的热导率是碳钢的1/3,它对激光能量的接收后果比碳钢好,在一致能量密度激光的辐射感化下,能获得较大熔深的焊缝。对奥氏体不锈钢停止激光焊时,采纳较高的焊接速率和较低线能量也能获得良好的焊缝。假如奥氏体不锈钢在450~870℃长期保温,会在晶界上析出富Cr碳化物,低落耐蚀性,激光焊时输出的热量过量也会呈现这类偏向。奥氏体不锈钢的激光焊缝变形较小,但湿气进入焊缝会惹起晶间腐化和开裂,以是应采取措施对此停止防备。
铁素体不锈钢的激光焊接性比奥氏体不锈钢差(低碳和低Cr铁素体不锈钢的焊接性要好一些),其融化焊焊缝的韧性和耐蚀性低于母材,热影响区轻易发生晶粒粗化和马氏体相变。
马氏体不锈钢的激光焊接性较差,这是因为其焊缝和热影响区易发生马氏体相变。对付含碳量ω(C)大于0.1%的马氏体不锈钢的激光焊,倡议采纳奥氏体不锈钢焊丝来削减焊缝的马氏体量;采纳正当的焊件预热和焊后热处置来加重焊缝和热影响区的脆性,防止焊件开裂。
(三)硅钢的激光焊
硅钢片是一种利用普遍的电磁资料,但采纳惯例的焊接办法很难停止焊接。今朝采纳 TIG焊的重要问题是讨论脆化,焊态下讨论的重复曲折次数低或许不克不及曲电池盖帽激光焊接机,激光,激光官网,激光厂家折,因此焊后不能不增长一道火焰退火工序,增长了工艺流程复杂性。
用CO2激光焊焊接硅钢薄板中焊接性较差的Q112B高硅取向变压器钢(板厚0.35妹妹),获得了满足的成果。硅钢焊接讨论的重复曲折次数越高,讨论的塑性和韧性越好。几种焊接办法(TIG焊、光束焊和激光焊)的讨论重复曲折次数的比拟注解,激光焊讨论较为精良,焊后不颠末热处置即可满足生产线对讨论韧性的请求。
生产中半成品硅钢板,一样平常厚度为0.2~0.7妹妹,幅宽为50~500妹妹,罕用的焊接办法是TIG焊,但焊后讨论脆性大,用1kW的CO2激光焊焊接这类硅钢薄板,较大焊接速率为 10m/min,焊后讨论的机能获得了很大改良。
(一)铝及铝合金的激光焊
铝及其合金的激光焊的重要艰苦有如下两个方面。
1、因为工件外面在开端时的反射率极高(跨越90%),反射率又不稳定;
2、跟着温度的降低,氢在铝中的溶解度急剧增长,焊缝中普遍存在着气孔。
是以,对这类资料停止焊接时,工件外面需停电池盖帽激光焊接机,激光,激光官网,激光厂家止预处置,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型铝合金,但焊缝强度比母材低的多,这重要是因为母材中的Mg、Mn元素对激光接收才能强,构成为了择优蒸发,末了招致焊缝中的Al3Mg2强化相削减。
只管激光焊铝及其合金存在较大艰苦,但经由过程大批研讨注解,采纳10kW阁下的激光束和气体掩护体系,反抗陆地腐化机能良好的铝-镁合金(5000系列)已停止了胜利地焊接。采纳6kW的激光器焊接9.5妹妹的板材时,焊缝虽仍有气孔,但焊道成形良好,均匀讨论强度达343MPa,与母材强度相称,但焊缝塑性较低。
持续激光焊能够对铝及其合金停止从薄板周详焊到板厚50妹妹深穿入焊的各类焊接。铝及其合金的CO2激光焊的工艺参数见表2-8。
表2-8 铝及其合金的CO2激光焊的工艺参数
材 料 | 板 厚/妹妹 | 焊 接 速 度/cm·s-1 | 功 率/kW |
铝及其合金 | 2 | 4.17 | 5 |
(二)铜及铜合金的激光焊
因为铜及铜合金的热导率和反射率比铝合金还高,一样平常很难停止焊接。在极高的激光功率和对外面停止处置的前提下,可对多数合金,如磷青铜、硅青铜等停止焊接。因为Zn元素易挥发,以是黄铜的焊接机能欠好。
(三)钛及钛合金的激光焊
钛合金化学机能高,在低温下轻易氧化,在330℃时晶粒开端长大。在停止激光焊时,正反面都必需施加惰性气体掩护,气体掩护规模须扩展到400~500℃(即拖罩掩护)。钛合金对接时,焊前必需把坡口清算清洁,可先用喷砂处置,再用化学办法洗濯。别的,装置要准确,讨论间隙宽度要严格节制。
对1妹妹厚的Ti-6Al-4V板材采纳4.7kW的激光输出功率,焊接速率可跨越15m/min。经X射线反省表现,讨论致密,无缝隙,无气孔、无夹杂物、讨论强度与母材邻近,疲劳强度亦与母材相称。当加快焊接速率时,利用3.8kW的激光功率可焊接7.5妹妹的厚板。
钛及其合金焊接时,氧气的溶入对讨论的机能有不良影响。在激光焊时,只需利用了掩护气体,焊缝中的氧就不会有明显变更。激光焊焊接低温钛合金,也能够获得电池盖帽激光焊接机,激光,激光官网,激光厂家强度和塑性良好的讨论。
大部分低温合金能够获得好的激光焊缝,包含电弧焊难以焊接的含高Al、Ti的时效处置合金。用于焊接的激光发生器一样平常为CO2持续或脉冲激光发生器,功率为1~50kW。
激光焊焊接这类低温资料时,轻易呈现裂纹和气孔。采纳2kW疾速轴向活动式激光器,对厚度2妹妹的Ni基合金停止焊接,较好焊接速率为8.3妹妹/s;厚度l妹妹的Ni基合金,较好焊接速率为34妹妹/s。低温合金激光焊的力学机能较高,讨论强度系数为90%~100%。
激光焊用的掩护气体,保举采纳氦气或氦气与大批氩的混杂气体。利用氦气本钱较大,然则氦气能够克制离子云,增长焊缝熔深。低温合金激光焊的讨论情势一样平常为对接和搭接讨论,母材厚度可达10妹妹。讨论制备和装置请求很高,与电子束焊相似。激光焊的重要参数是输出功率和焊接速率等,它是依据母材厚度和物理机能经由过程实验确定的。
激光不只能够焊接金属资料,还能够用于焊接陶瓷、玻璃、复合资料等非金属资料。
焊接陶瓷时必要预热以防止裂纹发生,一样电池盖帽激光焊接机,激光,激光官网,激光厂家平常预热到1500℃,而后在氛围中停止焊接,平日采纳长焦距的聚焦透镜。为了进步讨论强度,也可增加焊丝。
焊接金属基复合资料(Metal Matrix Composites—妹妹Cs)时,易发生脆性相,这些脆性相会招致裂纹和低落讨论强度,固然在必定条件下能够获得满足的讨论,但整体仍处于研讨阶段。