激光填絲焊
相比于傳統(tǒng)焊接方法,激光焊接具有顯著的優(yōu)勢(shì)——熱輸入低、焊接速度快、熱影響區(qū)小、熱變形小等,近年來(lái)激光焊接得到了廣泛的使用,在汽車工業(yè)、船舶工業(yè)、核電工業(yè)、航天航空工業(yè)等高科技行業(yè)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛,而且隨著成套設(shè)備成本的降低,在日常五金用品及其它生活相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用開始迅速增長(zhǎng)。
為了適應(yīng)各行業(yè)發(fā)展的需求,激光焊接的方式方法也有改良進(jìn)步。激光填絲焊因其焊接能量集中、變形小等特點(diǎn),可以降低對(duì)接焊時(shí)的間隙裕度,減少焊接缺陷,成為軌道交通和汽車行業(yè)內(nèi),有效替代傳統(tǒng)電弧焊的焊接方式。
本期【Rayclass | 銳課堂】就帶您來(lái)認(rèn)識(shí)一下激光填絲焊接的妙用。
激光填絲焊時(shí),激光器一般選用高功率光纖激光器。
激光不僅需要焊絲,還需要熔化母材并在母材上形成激光深熔焊特有的小孔效應(yīng),形成較深的熔池,焊絲成分與母材金屬成分充分混合形成一種新的混合熔池,該混合熔池的元素成分及其比例、質(zhì)量相對(duì)于焊絲與母材有較大的差別,所以可以針對(duì)母材本身的性能缺陷,選擇合適的焊絲添加到焊接過(guò)程中,從而在微觀層面上對(duì)焊縫的抗裂性、抗疲勞性、耐蝕性、耐磨性等方面進(jìn)行有目的性的改善。
除此之外,激光填絲焊可以進(jìn)行多道堆疊焊接,因?yàn)槟軌驅(qū)崿F(xiàn)具有小孔效應(yīng)的深熔焊,可以實(shí)現(xiàn)上下兩層焊道的充分熔合,避免未熔合的嚴(yán)重缺陷,這樣就具備焊接大厚度接頭的能力。
隨著激光填絲焊技術(shù)的發(fā)展以及激光器功率上限的提高,激光填絲焊的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛:
激光填絲焊的應(yīng)用領(lǐng)域
1激光填絲焊接鋁合金
2激光填絲焊接異種金屬
3改善焊縫成型
4窄間隙填絲焊
其中,針對(duì)改善焊縫成型和窄間隙填絲焊這兩個(gè)應(yīng)用,我們用實(shí)際應(yīng)用案例來(lái)看看激光填絲焊的效果。
改善焊縫成型
要求:1mm和3mm不銹鋼拼焊,要求焊縫無(wú)氣孔,成型較好。
設(shè)備:銳科4000W連續(xù)光纖激光器(光纖芯徑200μm)、送絲機(jī)、焊接頭。
工藝參數(shù):如下表所示。
結(jié)果:成型較好,焊縫無(wú)氣孔,如下圖所示的焊縫成型及橫截面形貌。
a. 1mm+1mm
b. 1mm+3mm
c. 3mm+3mm
窄間隙激光填絲多道焊接
要求:18mm厚的Q345船用鋼板拼焊,要求焊縫氣孔較少,沒有未熔合,接頭抗拉強(qiáng)度高于母材,焊縫成型較好。
設(shè)備:銳科6000W連續(xù)光纖激光器(光纖芯徑400μm)、送絲機(jī)、焊接頭。
工藝參數(shù):焊道必須開坡口,坡口尺寸如下圖所示。
其他焊接工藝參數(shù)如下表所示。
結(jié)果:成型較好,沒有出現(xiàn)未熔合,焊縫基本無(wú)氣孔,如下圖所示,并且經(jīng)過(guò)拉伸試驗(yàn)證明,焊縫斷裂在母材,說(shuō)明接頭抗拉強(qiáng)度高于母材。
焊縫橫截面金相圖
【Rayclass | 銳課堂】TIPS
針對(duì)常用材料的對(duì)接接頭激光填絲焊,為了改善焊縫成型,一般推薦激光器及光纖芯徑、焊接頭配置應(yīng)當(dāng)保證聚焦光斑直徑為0.4mm~0.6mm之間,并且焊絲應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)呐铺?hào)。
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