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作者: 發(fā)表時(shí)間:2018-11-17 11:48:48瀏覽量:1613【小中大】
自1960年第一臺激光焊接機(jī)誕生以來,激光焊接技術(shù)發(fā)展迅速。1965年研制出用于厚膜組件焊接的紅寶石激光焊接機(jī)。1974年世界上第一臺五軸激光加工機(jī)——龍門式激光焊接機(jī)在福特汽車公司建造。稍后,美國福特汽車公司研制出了激光焊接生產(chǎn)線。時(shí)至今日,可用于焊接的激光發(fā)生器已經(jīng)由第一代的CO2氣體激光器發(fā)展到Y(jié)AG固體激光器,以及最新的光纖激光器等種類。激光焊接的最大優(yōu)點(diǎn)是其能量集中,形成焊接接頭深寬比大、焊接變形較小。隨著激光光束質(zhì)量的不斷改進(jìn),激光焊接現(xiàn)已成為一種成熟的焊接方法,廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的不同領(lǐng)域。
鋁合金密度低、耐腐蝕性能好、抗疲勞性能高,具有較高的比強(qiáng)度、比剛度,是飛機(jī)結(jié)構(gòu)的理想材料。近年來,盡管在航空航天業(yè)中鈦合金、復(fù)合材料等新材料受到廣泛關(guān)注,但由于鋁的資源豐富、性能優(yōu)良、加工容易、成本低廉等一系列優(yōu)點(diǎn),加之傳統(tǒng)鋁合金新的熱處理狀態(tài)不斷開發(fā),以及新型鋁合金(如鋁鋰合金)的出現(xiàn),可以預(yù)見,在今后相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi),鋁合金在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用仍具有不可取代的優(yōu)勢。因此,鋁合金焊接技術(shù)就成為一個(gè)重要的技術(shù)關(guān)鍵。采用激光焊接技術(shù)連接鋁合金航空構(gòu)件,具有焊縫深寬比大、焊接熱影響區(qū)小、焊接變形較小、焊接速度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。但是,鋁合金激光焊接存在一些技術(shù)難點(diǎn)。
?。?)鋁合金對激光束具有極高的表面初始反射率高(對CO2激光超過90%,對YAG激光接近80%),這就要求在熔池形成之前需要較大的激光功率;
?。?)由于冶金和工藝等多重因素的影響,鋁合金激光焊接過程較容易產(chǎn)生氣孔;
?。?)鋁合金屬于典型的共晶合金,在激光焊接快速凝固條件下更容易產(chǎn)生熱裂紋;
(4)激光焊接間隙適應(yīng)性小,對焊件的裝配精度要求較高;
?。?)鋁合金線膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生焊接變形;
(6)鋁合金的導(dǎo)熱率較大,冷卻時(shí)間短,熔池冶金反應(yīng)不充分,容易導(dǎo)致缺陷;
?。?)液態(tài)鋁合金流動性良好,表面張力低,熔池穩(wěn)定性差。
盡管有上述諸多難點(diǎn),但激光焊接技術(shù)仍然是目前航空航天領(lǐng)域鋁合金焊接的最有效方法之一。隨著不斷地試驗(yàn)和研究,激光焊接逐漸展現(xiàn)出其良好的工藝性能及焊后力學(xué)性能。與傳統(tǒng)的TIG焊、MIG焊相比,激光焊接具有焊接質(zhì)量高、精度高、速度快等特點(diǎn),是當(dāng)前發(fā)展最快、研究最多的方法之一。近年來,國際上眾多科研人員針對鋁合金激光焊接開展了大量研究,逐步形成了較為可靠的鋁合金激光焊接技術(shù)。