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激光焊接機(jī)在鋁合金焊接的技術(shù)研究
時(shí)間：2022-09-05 11:08 閱讀：2669 次
自20世紀(jì)90年代，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大功率高亮度激光器的出現(xiàn)，激光焊技術(shù)集成化、智能化、柔性化、多樣化發(fā)展日趨成熟，國內(nèi)外更加關(guān)注激光焊在各領(lǐng)域鋁合金結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。目前，我國一些汽車制造廠家已經(jīng)在部分新車型中采用激光焊接技術(shù)，隨著鋁合金厚板激光焊接技術(shù)的發(fā)展，激光焊接未來將應(yīng)用于裝甲車結(jié)構(gòu)。下面介紹激光焊接機(jī)在鋁合金焊接的技術(shù)研究。
為了實(shí)現(xiàn)輕量化制造，在艦船和高速列車結(jié)構(gòu)制造中，鋁合金三明治結(jié)構(gòu)的激光焊接應(yīng)用與研究是目前的研究熱點(diǎn)。隨著光纖激光焊接技術(shù)的發(fā)展，目前先進(jìn)國家的航空制造領(lǐng)域已將光纖激光焊接和激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)列為鋁合金焊接技術(shù)的重點(diǎn)，尤其是厚板焊接和異種金屬的焊接。
鋁合金激光焊接的特點(diǎn)：
與常規(guī)熔化焊相比，鋁合金激光焊接加熱集中、焊縫深寬比大、焊接結(jié)構(gòu)變形小，但是也存在一些不足，歸納起來有：
（1）激光聚焦光斑直徑細(xì)小導(dǎo)致工件焊接裝配精度要求高，通常裝配間隙、錯邊量需小于0.1mm或板厚的10％，增大了具有復(fù)雜三維焊縫焊接結(jié)構(gòu)的實(shí)施難度；
（2）由于室溫條件下鋁合金對激光的反射率高達(dá)90%，因而鋁合金激光深熔焊接要求激光器具有較高的功率。鋁合金薄板激光焊接研究表明：鋁合金激光深熔焊接取決于激光功率密度和線能量雙閾值，激光功率密度和線能量共同制約著焊接過程的熔池行為，并最終體現(xiàn)到焊縫的成形特征上，對于全熔透焊縫的工藝優(yōu)化可通過焊縫成形特征參量背寬比進(jìn)行評價(jià)；
（3）鋁合金熔點(diǎn)低，液體金屬流動性好，在大功率激光作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈的金屬汽化，在焊接過程中伴隨小孔效應(yīng)所形成的金屬蒸汽/ 光致等離子體云影響鋁合金對激光能量的吸收，導(dǎo)致深熔焊接過程不穩(wěn)定，焊縫易于產(chǎn)生氣孔、表面塌陷、咬邊等缺陷；
（4）激光焊接加熱冷卻速度快，焊縫硬度比電弧的高，但由于鋁合金激光焊接存在合金元素?zé)龘p，影響合金強(qiáng)化作用，鋁合金焊縫仍然存在軟化問題，從而降低鋁合金焊接接頭的強(qiáng)度。因此鋁合金激光焊接的主要問題是控制焊縫缺陷和提高焊接接頭性能。
以上就是激光焊接機(jī)在鋁合金焊接的技術(shù)研究，由于鋁合金特性，大功率激光焊接應(yīng)用還存在許多問題有待深入研究，其主要問題就是控制焊縫氣孔缺陷，提高焊接質(zhì)量。鋁合金激光焊縫氣孔工程化控制應(yīng)綜合考慮焊接前、焊接過程、焊接后處理的各個環(huán)節(jié)，從而提高焊接過程穩(wěn)定性。
激光焊接機(jī)在鈦合金修補(bǔ)焊接技術(shù)的應(yīng)用
激光焊接機(jī)在精密微小元件中的應(yīng)用
激光焊接機(jī)在超薄材料焊接的應(yīng)用
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鋁合金激光焊接的特點(diǎn)：
與常規(guī)熔化焊相比，鋁合金激光焊接加熱集中、焊縫深寬比大、焊接結(jié)構(gòu)變形小，但是也存在一些不足，歸納起來有：
（1）激光聚焦光斑直徑細(xì)小導(dǎo)致工件焊接裝配精度要求高，通常裝配間隙、錯邊量需小于0.1mm或板厚的10％，增大了具有復(fù)雜三維焊縫焊接結(jié)構(gòu)的實(shí)施難度；
（2）由于室溫條件下鋁合金對激光的反射率高達(dá)90%，因而鋁合金激光深熔焊接要求激光器具有較高的功率。鋁合金薄板激光焊接研究表明：鋁合金激光深熔焊接取決于激光功率密度和線能量雙閾值，激光功率密度和線能量共同制約著焊接過程的熔池行為，并最終體現(xiàn)到焊縫的成形特征上，對于全熔透焊縫的工藝優(yōu)化可通過焊縫成形特征參量背寬比進(jìn)行評價(jià)；
（3）鋁合金熔點(diǎn)低，液體金屬流動性好，在大功率激光作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈的金屬汽化，在焊接過程中伴隨小孔效應(yīng)所形成的金屬蒸汽/ 光致等離子體云影響鋁合金對激光能量的吸收，導(dǎo)致深熔焊接過程不穩(wěn)定，焊縫易于產(chǎn)生氣孔、表面塌陷、咬邊等缺陷；
（4）激光焊接加熱冷卻速度快，焊縫硬度比電弧的高，但由于鋁合金激光焊接存在合金元素?zé)龘p，影響合金強(qiáng)化作用，鋁合金焊縫仍然存在軟化問題，從而降低鋁合金焊接接頭的強(qiáng)度。因此鋁合金激光焊接的主要問題是控制焊縫缺陷和提高焊接接頭性能。
以上就是激光焊接機(jī)在鋁合金焊接的技術(shù)研究，由于鋁合金特性，大功率激光焊接應(yīng)用還存在許多問題有待深入研究，其主要問題就是控制焊縫氣孔缺陷，提高焊接質(zhì)量。鋁合金激光焊縫氣孔工程化控制應(yīng)綜合考慮焊接前、焊接過程、焊接后處理的各個環(huán)節(jié)，從而提高焊接過程穩(wěn)定性。
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