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激光焊接金属双极板(不锈钢/钛合金)

  氢燃料电池双极板激光焊接公司卡门哈斯激光科技(苏州)有限公司,激光焊接金属双极板(不锈钢/钛合金),单极板是以厚度0.1mm的不锈钢316L为基材,先经过表面处理,再经冲压成型而得。激光焊接时是以两片金属单极板为材料,用激光进行叠焊。要求焊接后的焊缝光洁、无氧化,双极板无形变且密封良好。
 
激光焊接金属双极板
 
  工装夹具是影响焊接质量的又一个关键因素,常用于制作工装夹具的材料是紫铜、不锈钢、电木等。工装夹具应满足以下要求:
 
  ①足够的承载或夹持力度,以保证工件在工装夹具上夹紧压实,运行过程要平稳,要便于固定在焊接工作台上;
 
  ②装、卡工件操作简单,灵活快速;
 
  ③工装底座上与工件焊线相对应的位置要留有通气槽。此通气槽一是为了减少物质气化对熔池的破坏;二是可以充入保护气体对焊接部位进行冷却和保护,防止形变和氧化;
 
  ④工件的待焊接部位,在焊接过程中要实现有保护气体从上下两侧对焊接的部位进行防护,防止工件形变和氧化;
 
  ⑤压板与底座要能够保证两片单极板需焊接的部位贴紧压实。通过选择适宜的激光焊接设备、调节工艺参数、优化设计工装,金属双极板激光焊接的一次合格率可达98%以上。
 
  焊接设备是影响焊接质量和效率的重要因素。通常由激光器、冷水机、焊接工作台、显示器、控制柜、电动平移台组成。对于厚度0.1mm的超薄型板材,较为适宜的是波长为1064nm近红外激光,也就是YAG:Nd型固体激光发射器产生的激光。焊接工艺参数尤为重要:(金属双极板激光焊接方案)
 
  离焦量: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。焦平面位于工件上方为正离焦,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。对于0.1mm厚度金属双极板的叠焊通常采用负离焦方式。
 
  激光器的输出功率:输出功率太大,会造成焊接工件穿孔,输出功率太小会使上、下两层单极板焊接不实,容易出现两层未完全焊接在一起。
 
  焊接速度:焊接速度过快,气体来不及逸出,且熔深浅,焊接不牢固,焊接速度太慢,生产率低,成本高,热影响区常因过热晶粒粗大而脆断,工件变形也大。当激光功率一定时,激光焊接速度成为影响焊缝强度的主要因素。激光深熔焊时,焊缝熔深几乎与焊接速度成反比,焊缝熔深及宽度随焊接速度的加快而减小。
 
  保护气体:可选氮气、氩气等惰性气体,浓度:≥99.9%;流量:10-20L/min;压力:0.1-0.5MPa。
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