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激光焊接机怎么控制焊接气孔?

发布时间:2012年09月26日|浏览次数:3439|文章来源:激光焊接研究中心

激光焊接机怎么控制焊接气孔?
   由激光焊气孔产品的原理可知,采用合适的刀头配方、烧结工艺及激光焊焊接参数是可以控制气孔的产生的。
1.改善刀头配方。由于刀头是粉末冶金材料,不可避免地存在孔隙,且极易吸附空气中的水分,还有内含的挥发性的填充物,这些都会使其焊接时出现气孔,严重时气孔连成片成为孔洞,从而大大降低焊缝的强度,影响外观质量。在试验中我们发现,加人一定的合金元素能有效地去除气孔,Mn、Si、Ti、Al等与O亲和力强的合金元素在焊接过程中能有效地去除O,减少气孔和孔洞倾向,显著提高激光焊接机焊缝的强度。这一方面是因为这些元素与烧结刀头中的氧元素发生反应,降低了气孔倾向,增加了焊缝有效承载面积;另一方面是因为在焊缝结晶组织中产生了固溶强化、细化晶粒的结果。优化烧结工艺,提高工件的致密性,减少材料内部孔隙,从而减少吸附气体,这也是减少气孔的有效途径。
2.改进刀头烧结工艺。刀头烧结工艺对刀头性能及随后的焊接性能都有很大的影响,致密而力学性能较好的刃头较疏松而力学性能差的刀头在相同的条件下有更好的焊接性。刀头的性能不仅与中间过渡相、骨架有关,还与缺陷有关。在材料一定时,要使刀头性能优良,关键在于设法消除和减少其内部相结构中的孔隙,这可用增大合成压力、选择理想的烧结条件以改善粉末的收编过程、用净化和细化的粉末等方法来达到目的。
    随着压力和烧结沮度的提高,粉末体孔隙由大到小,孔隙数且由多到少,孔隙由连通孔隙变化到封闭孔隙,刀头密度增加,粉末颖较间作用面积不断增大,粉末颗粒较之间不断咬合形成很强的粉末颖较间结合力,从而使刀头的硬度、强度增大,具有较好的力学性能。孔隙的缩小、粉末间的相互扩散、相互作用是需要一定时间的。在试验中我们发现,保沮时间太短,刀头很难满足焊接要求.但保温时间太长,生产率低,成本加大。此外,保沮压力也有很重要的影响。在理论上,保温压力越大,刀头的密度越高.但是受石墨模具的限制.过大的压力将使石墨模具的寿命变短甚至扭坏,刀头的密度是不能达到理论值的,刀头内不可避免地存在孔隙。因此,选择合适的压力、烧结温度、保沮时间、粉末混合时间等是保证刀头致密和均匀的重要条件,也是保证有良好焊接性能的前提。
    刀头烧结后,必须经过一系列的后续处理,否则也会影响锯片的焊接性能。首先,刀头烧结后必须保证在24h之内焊接,放置时间太长,刀头就容易吸收空气中的水分而受潮,同时也容易氧化变质,激光焊接机焊接时容易出现连续气孔和夹渣现象,从而严重影响焊缝外表美观和焊缝强度;其次,刀头烧结后不可避免地带有飞边,焊接前一定要把飞边清理,否则由于飞边的存在,会使刀头因摆放不好而造成刀头焊偏、焊缝夹渣等现象;最后,烧结后的刀头,其弧度与锯片基体的弧度有一定的差别,同时刀头焊接部位也可能因烧结而产生了一定程度的氧化,所以必须磨削以去除氧化层,同时使焊接部位的弧度与基体一致,以保证激光焊时不会因弧度不一致而造成漏焊或因夹带氧化物而形成夹渣或气孔等。
3.经过近两年的焊接性试验研究,星鸿艺研究中心认为影响焊接性的主要因素是气孔率、热愉人大小和未焊透的情况,焊接性好的合理条件是:热输入应高于0.8kJ/m ,深宽比应大于0.9,焊接金属处的气孔率应小于20%。
    激光功率和焊接速度对气孔的影响很大。研究气孔数量和激光功率大小的关系表明,随着激光功率的增加,气孔数增加。据推侧,功率增加使熔化金属被加热到很高温度,产生金属蒸气,使熔池中液体金属变得不稳定产生湍流。通过降低激光功率提高激光焊接机焊接速度可减少金属蒸气的形成,从而抑制气孔的形成。

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