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引言……………………………………………………………………………………1
1 铝及铝合金 ………………………………………………………………………1
2 铝合金激光焊接 ………………………………………………………………2
2.1 CO2激光器及激光焊接……………………………………………………3
2.1.1 CO2激光器…………………………………………………………………3
2.1.2 铝合金CO2激光焊接光致等离子体行为的特点……………………… 4
2.1.3 co2激光焊飞溅…………………………………………………………4
2.2 YAG激光焊器…………………………………………………………………5
2.2.2 YAG激光焊接优点及应用…………………………………………………6
2.3 光纤激光器及激光焊接………………………………………………………6
2.4 激光复合焊……………………………………………………………………7
3 铝合金焊接性及缺陷……………………………………………………………8
3.1铝合金激光焊接的吸收率问题………………………………………………10
3.2焊接工艺参数对铝合金激光焊接焊缝质量的影响6.4焊缝组织及性能…11
3.3铝合金的激光焊接性…………………………………………………………11
结束语………………………………………………………………………………12
致谢…………………………………………………………………………………13
参考文献……………………………………………………………………………14
引言
1 铝及铝合金
铝及铝合金具有密度小,比较高强度和良好的耐磨性、导电性、导热性、以及在低温度下能保持良好的力学性能等特点,广泛应用于航空航天、汽车、电工、化工、交通运输、国防等工业部门。铝及其合金的化学活性很强,表面极易形成难熔氧化膜,加之铝及其合金导热性强,焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜密度与铝的密度合金接近,也易成为焊缝金属的夹杂物。与钨极氩弧焊或熔化氩弧焊相比,激光焊铝合金的速度快、焊缝窄、热应变小、搭接接缝减少、可大大降低重量。因此很多科学工作者开始探讨对铝合金进行激光焊接的可能性。
铝及铝合金具有较好的冷热加工性能和焊接性,可以采用常规的熔焊方法进行焊接。常规的焊接方法有氩弧焊。等离子弧焊、电阻焊和电子束焊等。也可以采用冷压焊。超声波焊。钎焊等。热功率大。能量集中和保护效果好的焊接方法对铝合金的焊接较为合适。气焊和电弧焊在铝合金焊接中易被氩弧焊取代,仅用于修复和焊接不重要的焊接结构。
铝及铝合金的焊丝分为同质材料和异种材料焊丝两大类。为了得到性能良好的焊接接头,应根据焊接构件使用要求,选择适合于母材的焊丝作为填充材料。
2激光焊接
图一 激光焊接示意图
激光焊接与其他传统的焊接相比,激光焊接主要的优点是速度快、深度大、变形小,可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。同时,激光焊接也存在着一定的局限性,要求焊接装备精度,且要求光束在工件上的位置能有显着偏移。激光器及其相关系系统的成本较高,一次性投资较大。
激光焊接技术的进展主要是美国在Bender造船有限公司成功完成了激光焊接系统焊接船体平面分段的实验。美国海军已采用激光技术用于军船制造,德国已大量采用大功率激光用于潜艇结构件或零件,以及那些需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件,例如含有线路板的塑料制品、医疗设备等。在汽车工业中,激光焊接塑料技术可用于制造很多汽车零部件,激光焊接还可以将塑料薄膜焊接在一起,操作过程可以完成的非常开。[1]
目前激光焊接应用领域的扩大,主要应用于:制造业应用、粉末冶金领域、汽车工业、电子工业、生物医学、塑料激光焊接应用、新材料激活激光焊接应用、航空航天工业、造船工业、其他领域等激光焊接。[1]
焊接用的激光器主要有三大类:YAG激光器、CO2激光器、光纤激光器。YAG激光器的平均输出功率较低,不适合厚板与高速焊接;单输出波长短有利于激光的聚焦和光纤传输,也利于金属表面接收。CO2激光焊器目前广泛应用于工业生产中,功率输出大;不足主要出现在其波长相对较长,在铝合金焊接中表面反射较为严重,激光利用率很低。光纤激光器作为新型激光器,其集合了YAG激光器波长短、CO2激光器大功率特点,解决了原来激光焊接功率小或反射严重的不足,同时激光复合焊的出现进一步提高了铝合金的焊接接头的综合性能。
然而,由于铝合金的特殊性质,该焊接也存在着很多问题。主要表现在:1 铝合金对激光有极高的表面初始反射率,造成激光在母材未熔化时吸收很差,效率很低;2 激光焊接焊缝冷却速度快,熔池存在时间很短,导致气体不易析出,易产生气孔;3 由于熔
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