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进口合金弹簧钢板激光焊接时的优缺点及解决方法
发布时间:2019/3/14 23:14:57 点击次数:

进口合金弹簧钢板采用激光焊接的优缺点如下:

(1)进口合金弹簧钢板位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内。

(2)进口合金弹簧钢板需使用夹治具时,必须确保进口合金弹簧钢板的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。

(3)最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过30mm的进口合金弹簧钢板生产线上不适合使用激光焊接。

(4)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变。

(5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。

(6)能量转换效率太低,通常低于15%。

(7)焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。

(8)设备昂贵。

为了消除或减少进口合金弹簧钢板激光焊接的缺陷,更好地应用这一优秀的焊接方法,提出了一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺,主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外还提出了各种辅助工艺措施,如激光填丝焊、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等。

(1)功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于进口合金弹簧钢板去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在10^3~10^6W/CM^2。

(2)激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于厚度较薄的进口合金弹簧钢板焊接更为重要。当高强度激光束射至进口合金弹簧钢板表面,金属表面将会有65~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。

(3)激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于进口合金弹簧钢板去除和熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

(4)离焦量对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离做文章一,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。

离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于进口合金弹簧钢板上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。

实验表明,激光加热50~250us进口合金弹簧钢板开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,进口合金弹簧钢板内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向进口合金弹簧钢板更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄进口合金弹簧钢板时,宜用正离焦。


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