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激光深熔焊接技术在紫铜焊接中的应用

  激光深熔焊接技术在紫铜焊接中的应用:激光深熔焊接技术在紫铜焊接中的优势:激光深熔焊接,也被称为深度穿透焊接,常见于以高激光功率焊接较厚的材料。在深熔焊接中,激光聚焦在一起从而在工件上形成极高的功率密度。事实上,激光束聚焦的部位会使金属气化,令金属熔池中出现一个盲孔(即深熔孔)。聚焦的激光束和深熔孔沿焊接轨迹持续移动。焊接材料在深熔孔前方熔化,并在后面重新凝固形成焊缝。

激光焊接

  在工业制造中,有色金属的消耗量紫铜排行第二,仅次于铝。金属紫铜在建筑工业、电气以及机械制造等行业中都有着广泛的应用。激光深熔焊接技术具有能量密度大、热影响区窄,焊接质量高及生产效率高等优点,应用于紫铜焊接可有效提高生产效率,也逐渐受到越来越多的行业欢迎。

  激光深溶焊接紫铜的影响因素及应用难点:影响激光深熔焊接效果的因素主要有激光功率密度、焊接速度、焦点位置、保护气体、工件接头间隙及材料本性。激光深熔焊接加工的前提是聚焦激光光斑,使其拥有足够高的功率密度,因此激光功率密度对焊缝成形有决定性的影响。激光功率同时控制着熔透深度与焊接速度。对一定直径的激光束,当增大激光功率时,熔深加深,焊接速度加快。

  对达到一定焊接熔深的激光功率一般存在临界值,达到这个临界值时,熔池剧烈沸腾,超过时则熔深会急剧减少。另外,由于金属蒸气的作用力,熔池内会形成小孔,而小孔正是深熔焊接实现的关键。焦斑功率密度不仅与激光功率成正比,还与激光束和聚焦光路参数有关。

  由于高反材料对光纤激光的吸收率较低,加工难度较大。因此,这种材料的加工对激光光源也有了更多的要求,要实现紫铜的激光深熔焊接,就必须提高激光功率密度。

  难融合和易变性:由于紫铜的导热系数比较大,焊接时热量传输速度很快,焊接件整体的热影响区也大,很难将材料融合在一起;又由于紫铜的线膨胀系数很大,焊接受热时,夹具夹紧力度不当都会使材料发生变形。

  易出现气孔:紫铜焊接时会产生的另一个重要问题是气孔,尤其是深熔焊接时更严重。气孔的产生主要是两种情况导致的,一种是氢元素溶解在紫铜中而直接产生的扩散性气孔,另外一种是氧化还原反应带来的反应气孔。

  解决以上出现的问题办法:

  室温下紫铜对红外激光的吸收率约为5%,加热到熔点附近后吸收率能够达到20%左右,要实现紫铜的激光深熔焊接,就必须提高激光功率密度。

  采用高功率的激光器再配合摆动焊接头,在深熔焊接时用光束搅动熔池、扩大匙孔,益于气体溢出,使焊接过程更稳定,飞溅更少,焊后微气孔更少。


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