激光深熔焊的優(yōu)點(diǎn)是什么
發(fā)布時(shí)間：2021-01-20 閱讀次數(shù)：
激光深熔焊的主要特征是深熔小孔。高功率密度的激光輻照金屬表面，表面金屬達(dá)到沸點(diǎn)，迅速熔化和氣化蒸發(fā)。金屬蒸發(fā)產(chǎn)生的氣壓使表面產(chǎn)生凹陷，形成小孔。產(chǎn)生的小孔增加了激光的能量吸收，產(chǎn)生的熱量是小孔周圍的金屬熔化， 小孔外液體流動(dòng)和小孔內(nèi)壁表面張力以及小孔內(nèi)腔中連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。光束不斷進(jìn)入小孔，小孔外的材料不斷熔化流動(dòng)，隨光束的移動(dòng)，小孔總是處于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。小孔和周圍孔壁的熔融金屬隨光束移動(dòng)，熔化的金屬不斷填充小孔，最后熔融金屬冷卻，形成焊縫。激光深熔焊在連接鋁鋼時(shí)，大多采用鋼上鋁下的接頭形式， 激光作用在鋼表面， 鋼板和鋁板均熔化，形成焊接小孔的一種焊接方法。
GSierra 等研究鋼在上鋁在下搭接形式的激光深熔焊時(shí)， 研究結(jié)果顯示控制焊縫熔深500 μm以下，可以減少Fe-Al 金屬間化合物生成，進(jìn)而減小了焊縫的脆性。將焊縫熔深控制在500μm 以下，接頭強(qiáng)度可達(dá)250MPa。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)少量金屬間化合物及由富鋁化合物形成的白色熔質(zhì)帶出現(xiàn)在焊縫中。熔深為500μm 以下時(shí)， 接頭失效位置在焊縫和鋁合金交界處，隨著熔深的增加，接頭失效位置發(fā)生變化，同時(shí)接頭強(qiáng)度顯著減小。Kouadri-David 等研究了鍍鋅鋼和鋁合金激光深熔焊和激光熱導(dǎo)焊組織和性能。通過(guò)控制焊縫熔深600μm 內(nèi)激光深熔焊接頭強(qiáng)度達(dá)140MPa。指出沿鋼厚度方向的熔深對(duì)接頭強(qiáng)度具有重要影響。同樣，Katsyama 等研究表明鋼在鋁中的熔深是影響接接頭性能的關(guān)鍵因素。Torkamany 等研究了低碳鋼/5754 鋁合金Nd:YAG脈沖激光焊。實(shí)驗(yàn)采用激光深熔焊重疊結(jié)構(gòu)。研究了激光功率、脈沖寬度、搭接因子對(duì)金屬化合物形成的影響。結(jié)果表明，隨激光峰值功率（脈沖能量一定）、脈沖寬度（峰值功率一定）、搭接因子（脈沖能量和峰值功率一定）的增加，金屬間化合物生成量增加。JinYang 等研究了純鋁/ 不銹鋼激光深熔焊方法下熔深與焊縫成形之間的關(guān)系。研究結(jié)果顯示在大熔深（354μm）條件下，在鋁/ 熔合區(qū)界面形成了含有微裂紋的富鋁的Fe-Al 金屬間化合物， 接頭強(qiáng)度為（27.2±1.7）MPa，斷裂出現(xiàn)三種形式：剪切脆性斷裂、解理脆性斷裂和混合型斷裂。當(dāng)小熔深（108μm）時(shí)，在Al/Fe 熔合區(qū)界面為無(wú)裂紋的金屬間化合物，接頭強(qiáng)度為（46.2±1.9）MPa，斷裂形式只有一種為沿焊縫解理脆性斷裂。
激光深熔焊的優(yōu)點(diǎn)是激光能量利用率高， 焊接效率高。其中小孔對(duì)焊縫熔深和熔寬具有重要影響，熔深小孔是激光深熔焊過(guò)程中的關(guān)鍵因素。但是，在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的等離子體和深熔小孔使焊接過(guò)程不穩(wěn)定，很難控制。而且，激光深熔焊過(guò)程中，氣體易進(jìn)入小孔，凝固是易產(chǎn)生氣孔，由于金屬蒸汽產(chǎn)生的蒸汽壓，在凝固時(shí)金屬的收縮易產(chǎn)生表面凹陷，焊縫不美觀。
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