鋁合金激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)是怎樣的

傳統(tǒng)的鋁合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊工藝，但所面臨的主要問(wèn)題是焊接過(guò)程中較大的熱輸入使鋁合金板變形較大，焊接速度慢，生產(chǎn)效率低。由于焊接變形大，隨后的矯正工作往往浪費(fèi)大量的時(shí)間，增加了制造成本，影響了生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量。而激光焊接具有功率密度高、焊接熱輸入低、焊接熱影響區(qū)小和焊接變形小等特點(diǎn)，使其在鋁合金焊接領(lǐng)域受到格外的重視。下面介紹鋁合金激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)。

鋁合金激光焊接技術(shù)特點(diǎn)的中存在的主要特點(diǎn)：

1.激光吸收率

鋁合金具有對(duì)激光的反射率高、吸收率小的特性。這是因?yàn)殇X合金中自由電子的密度很大，在光波電磁波強(qiáng)烈震動(dòng)下產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射波和較弱的透射波，反射波不易被鋁合金表面吸收，因而常溫下鋁合金表面對(duì)激光具有較高的反射率。

2.“小孔”的誘導(dǎo)和穩(wěn)定，

在激光焊接過(guò)程中，當(dāng)激光能量密度大于 3.5*10^6W/cm2時(shí)會(huì)產(chǎn)生離子體，焊接方式以深熔焊方式進(jìn)行，其原理主要是“小孔”效應(yīng)，“小孔”的出現(xiàn)可大大提高材料對(duì)激光的吸收率，焊件在高能密度下熔合，以獲得良好的焊接效果 在鋁合金的激光焊接中首要的問(wèn)題是小孔的誘導(dǎo)和維持穩(wěn)定的困難，這是由于鋁合金本身材料特性和激光束的光學(xué)特性造成的。

3.焊接鋁合金就一定要求激光束的能量密度高和光束的聚焦性能好。鋁合金是典型的共晶合金。在激光焊接的快速凝固過(guò)程中更容易產(chǎn)生熱裂紋。激光焊接熔池深寬比大，氣泡不易上浮析出，容易產(chǎn)生氣孔。

鋁合金激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)：

為了實(shí)現(xiàn)激光對(duì)鋁合金的焊接，解決上述存在的問(wèn)題，目前主要從以下幾個(gè)方面加以解決。

1.氣體保護(hù)裝置

鋁合金中低熔點(diǎn)元素?fù)p失影響最大的因素是氣體從噴嘴噴出時(shí)的壓力，通過(guò)減小噴嘴直徑，增加氣體壓力和流速均可降低Mg、Zn等在焊接過(guò)程中的燒損，同時(shí)也可以增加熔深。吹氣方式有直吹和側(cè)吹兩種，還可以在焊件上下同時(shí)吹氣，焊接中根據(jù)實(shí)際情況選擇吹氣方式。

2.表面處理

鋁合金對(duì)激光具有高反作用，對(duì)鋁合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻骖A(yù)處理，如陽(yáng)極氧化、電解拋光、噴沙處理、噴砂等方式，可以顯著提高表面對(duì)光束能量的吸收。研究表明， 鋁合金去除氧化膜后的結(jié)晶裂紋傾向比原始態(tài)鋁合金大。為了既不破壞鋁合金表面狀態(tài)，又能簡(jiǎn)化激光焊接工程工藝過(guò)程，可以采用焊前預(yù)處理的辦法升高工件表面溫度，以提高材料對(duì)激光的吸收率。

3.激光器參數(shù)

焊接激光器分為脈沖激光器和連續(xù)激光器，脈沖激光器波長(zhǎng)1064nm時(shí)光束特別集中，脈沖單點(diǎn)能量比連續(xù)激光器的大。但是脈沖激光器的能量一般不超過(guò) ，所以一般適用薄壁焊件。

以上就是鋁合金激光焊接技術(shù)的特點(diǎn)，鋁合金激光焊接最為引人關(guān)注的特點(diǎn)是其高效率，而要充分發(fā)揮這種高效率就要把它運(yùn)用到大厚度深熔焊接中。因此，研究和使用大功率激光器進(jìn)行大厚度深熔焊接將是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。大厚度深熔焊更加突出了小孔現(xiàn)象及其對(duì)焊縫氣孔的影響，因此小孔形成機(jī)理及其控制變得更加重要，它必將成為未來(lái)學(xué)術(shù)界及工業(yè)界共同關(guān)心和研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

審核編輯：符乾江