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常见问题
激光深熔焊的优点是什么
发布时间:2021-01-20 阅读次数:

     激光深熔焊的主要特征是深熔小孔。高功率密度的激光辐照金属表面,表面金属达到沸点,迅速熔化和气化蒸发。金属蒸发产生的气压使表面产生凹陷,形成小孔。产生的小孔增加了激光的能量吸收,产生的热量是小孔周围的金属熔化, 小孔外液体流动和小孔内壁表面张力以及小孔内腔中连续产生的蒸汽压力达到动态平衡。光束不断进入小孔,小孔外的材料不断熔化流动,随光束的移动,小孔总是处于动态稳定。小孔和周围孔壁的熔融金属随光束移动,熔化的金属不断填充小孔,最后熔融金属冷却,形成焊缝。激光深熔焊在连接铝钢时,大多采用钢上铝下的接头形式, 激光作用在钢表面, 钢板和铝板均熔化,形成焊接小孔的一种焊接方法。

 
    GSierra 等研究钢在上铝在下搭接形式的激光深熔焊时, 研究结果显示控制焊缝熔深500 μm以下,可以减少Fe-Al 金属间化合物生成,进而减小了焊缝的脆性。将焊缝熔深控制在500μm 以下,接头强度可达250MPa。实验发现少量金属间化合物及由富铝化合物形成的白色熔质带出现在焊缝中。熔深为500μm 以下时, 接头失效位置在焊缝和铝合金交界处,随着熔深的增加,接头失效位置发生变化,同时接头强度显著减小。Kouadri-David 等研究了镀锌钢和铝合金激光深熔焊和激光热导焊组织和性能。通过控制焊缝熔深600μm 内激光深熔焊接头强度达140MPa。指出沿钢厚度方向的熔深对接头强度具有重要影响。同样,Katsyama 等研究表明钢在铝中的熔深是影响接接头性能的关键因素。Torkamany 等研究了低碳钢/5754 铝合金Nd:YAG脉冲激光焊。实验采用激光深熔焊重叠结构。研究了激光功率、脉冲宽度、搭接因子对金属化合物形成的影响。结果表明,随激光峰值功率(脉冲能量一定)、脉冲宽度(峰值功率一定)、搭接因子(脉冲能量和峰值功率一定)的增加,金属间化合物生成量增加。JinYang 等研究了纯铝/ 不锈钢激光深熔焊方法下熔深与焊缝成形之间的关系。研究结果显示在大熔深(354μm)条件下,在铝/ 熔合区界面形成了含有微裂纹的富铝的Fe-Al 金属间化合物, 接头强度为(27.2±1.7)MPa,断裂出现三种形式:剪切脆性断裂、解理脆性断裂和混合型断裂。当小熔深(108μm)时,在Al/Fe 熔合区界面为无裂纹的金属间化合物,接头强度为(46.2±1.9)MPa,断裂形式只有一种为沿焊缝解理脆性断裂。
 
    激光深熔焊的优点是激光能量利用率高, 焊接效率高。其中小孔对焊缝熔深和熔宽具有重要影响,熔深小孔是激光深熔焊过程中的关键因素。但是,在焊接过程中产生的等离子体和深熔小孔使焊接过程不稳定,很难控制。而且,激光深熔焊过程中,气体易进入小孔,凝固是易产生气孔,由于金属蒸汽产生的蒸汽压,在凝固时金属的收缩易产生表面凹陷,焊缝不美观。

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