随着材料技术的发展,各种高强高韧铝合金不断推出,尤其是第三代铝锂合金、新型高强铝合金的出现,对铝合金激光焊接技术提出了更多更高的要求,同时铝合金的多样性也带来了各种各样的激光焊接新问题,所以必须深入研究这些问题,才能更有效地拓展铝合金激光焊接结构的应用潜力。
大功率激光器
激光焊接是将高强度激光辐射至金属表面,通过激光与金属间热力耦合作用使金属熔化再冷却结晶形成焊缝的技术。根据激光焊接的热作用机制可分为热导焊和深熔焊两种,前者主要应用于精密零件的封装焊接或微纳焊接;后者在焊接过程中往往产生类似于电子束焊接的小孔效应,形成深宽比较大的焊缝。激光深熔焊接实现需要的激光功率高,该技术目前应用于激光深熔焊接的大功率激光主要有4种类型

铝合金的激光焊接
铝及铝合金激光焊接技术(laser welding) 是近十几年来发展起来的一项新技术,与传统焊接工艺相比,它具有功能强、---性高、无需真空条件及等特点。其功率密度大、热输入总量低、同等热输入量熔深大、热影响区小、焊接变形小、速度高、易于工业自动化等优点,---对热处理铝合金有较大的应用优势。可提高加工速度并---地降低热输入,从而可提高生产效率,---焊接。在焊接高强度大厚度铝合金时,传统的焊接方法---不可能单道焊透,而激光深熔焊时形成大---的匙孔,发生匙孔效应,则可以得到实现。
激光焊接铝合金有以下优点:
能量密度高,热输入低,热变形量小,熔化区和热影响区窄而熔深大;
冷却速度高而得到微细焊缝组织,接头性能---;
与接触焊相比,激光焊不用电极,所以减少了工时和成本;
不需要电子束焊时的真空气氛,且保护气和压力可选择,被焊工件的形状不受电磁影响,不产生x 射线;
可对密闭透明物体内部金属材料进行焊接;
激光可用光导纤维进行远距离的传输,从而使工艺适应性好,配合计算机和机械手,可实现焊接过程的自动化与精密控制。
现在应用的激光器主要是co2 和yag 激光器,co2 激光器功率大,铝合金焊接厂家,对于要求大功率的厚板焊接比较适合。但铝合金表面对co2 激光束的吸收率比较小,在焊接过程中造成大量的能量损失。yag激光一般功率比较小,铝合金表面对yag激光束的吸收率相对co2激光较大,可用光导纤维传导,适应性强,工艺安排简单等。
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铝及铝合金的热导率和比热容均约为碳素钢和低合金钢的两倍多。铝的热导率则是奥氏体不锈钢的十几倍。在焊接过程中,大量的热量能被迅速传导到基体金属内部,因而焊接铝及铝合金时,能量除消耗于熔化金属熔池外,还要有更多的热量无谓消耗于金属其他部位,这种无用能量的消耗要比钢的焊接更为---, 高的焊接接头,应当尽量采用能量集中、功率大的能源,有时也可采用预热等工艺措施。
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