鋁合金激光焊接特性及難點分析
作者: 發(fā)表時間:2018-09-01 17:21:52瀏覽量:2249【小中大】
激光焊接與傳統(tǒng)焊接相比具有熱輸入量及熱影響小、深寬比大、焊接過程自動化等優(yōu)點。鋁合金質(zhì)量輕、韌性好,屈強比高、加工成形容易,廣泛用于容器、機械、電力、化工、航空、航天等焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品上,采用鋁合金代替鋼板材料焊接,可大大減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量。鋁是較為活潑的金屬,電離能低、導(dǎo)熱性很高,表面極易形成難熔的Al2O3膜,在焊縫中容易形成...
激光焊接與傳統(tǒng)焊接相比具有熱輸入量及熱影響小、深寬比大、焊接過程自動化等優(yōu)點。鋁合金質(zhì)量輕、韌性好,屈強比高、加工成形容易,廣泛用于容器、機械、電力、化工、航空、航天等焊接結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品上,采用鋁合金代替鋼板材料焊接,可大大減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量。鋁是較為活潑的金屬,電離能低、導(dǎo)熱性很高,表面極易形成難熔的Al2O3膜,在焊縫中容易形成未熔合、氣孔、夾雜、熱裂紋等缺陷,降低焊接接頭的力學(xué)性能。與鎢極氬弧焊或熔化極氬弧焊相比,激光焊接焊縫窄、熱影響區(qū)小,搭接接縫減少,焊接過程精密可控,可以實現(xiàn)自動化。目前,激光焊接主要用于薄壁電子元器件、結(jié)構(gòu)件、航天件等,研究萬瓦級的光纖激光器用于大厚板深熔焊接是未來發(fā)展趨勢。
1 鋁合金分類和焊接性
鋁及鋁合金可分為1000系(工業(yè)純鋁)、2000系(Al-Cu 系)、3000系(Al-Mn 系)、4000系(Al-Si)、5000系(Al-Mg)、6000系(Al-Mg-Si)和7000系(Al-Zn-Mg-Cu)。按工藝特點鋁合金又可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金,其中變形鋁合金分為兩類:非熱處理強化鋁合金和熱處理強化鋁合金。
不同鋁合金焊接性能各異,比如非熱處理強化的鋁及鋁合金1000系列、3000系列和5000系列具有良好的焊接性4000系合金的裂紋敏感性極低,對于5000系合金,當(dāng)ω(Mg)=2%時合金產(chǎn)生裂紋,隨著鎂含量升高,焊接性能有所改善,但延展性、耐蝕性變差。2000系、6000系和7000系合金的熱裂傾向較大,焊縫成形不良,焊后時效硬度顯著降低。
綜上所述,對于鋁合金焊接需采用合適的工藝措施,正確選擇焊接方法和填充材料,以獲得性能良好的焊接接頭。焊接前可對材料進行表面處理,使用有機溶劑去除油污 灰塵,隨后再在 NaOH 溶液中浸洗,用流動水將表面堿液沖洗干凈后再進行光化處理,處理過的焊件在 24 h 內(nèi)進行焊接工藝實驗。
2 鋁合金激光焊接中存在的主要問題
激光焊接是以激光作為高能密度光源,具有加熱快和瞬時凝固的特點,深寬比高達到12:1但是由于鋁合金具有高的反射率和良好的導(dǎo)熱性以及等離子體的屏蔽作用,焊接時不可避免地出現(xiàn)一些缺陷問題,其中最主要的兩個缺陷是氣孔和熱裂紋。由于鋁合金對激光的反射很強,鋁合金激光焊接首先遇到的問題就是如何有效地提高材料對激光的吸收?;阡X合金自身的一些特點,也使得激光焊接工藝更加復(fù)雜,亟待改進和完善。