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激光焊接機(jī)金屬材料特性及影響
來源:深圳市鐳康機(jī)械設(shè)備有限公司發(fā)表時(shí)間:2021-07-20
焊接材料是影響金屬激光焊接機(jī)焊接效果的重要因素。因此,分析焊接材料的焊接特性尤為重要。常見的金屬焊接材料主要有鍍鋅板和不銹鋼(奧氏體不銹鋼)。
鋅的氣化溫度(903℃)遠(yuǎn)低于鋼的熔點(diǎn)(1535℃)。在焊接過程中,鋅蒸汽使焊縫產(chǎn)生嚴(yán)重的氣孔和咬邊。當(dāng)搭接區(qū)鍍鋅層厚度小于5~10毫米時(shí),可采用激光焊接。只有當(dāng)鍍鋅層厚度達(dá)到10~20毫米時(shí),才能保證防腐性能。
奧氏體不銹鋼的焊接性能一般較好,其導(dǎo)熱系數(shù)僅為碳鋼的1/3,吸收率略高于碳鋼,焊接熔深約為普通碳鋼的5~10%。激光焊接熱輸入小,焊接速度高,非常適合Cr-Ni系列不銹鋼的焊接。激光焊接奧氏體不銹鋼的熱變形和殘余應(yīng)力相對較小。采用其他常規(guī)焊接方法時(shí),奧氏體不銹鋼會產(chǎn)生比碳鋼大50%的熱膨脹。
韌性和延展性高于其他焊接方法。在熔化焊接過程中,馬氏體相變和晶粒粗化降低了接頭強(qiáng)度和耐腐蝕性,但激光焊接的影響低于常規(guī)焊接。與奧氏體和馬氏體不銹鋼相比,激光焊接鐵素體不銹鋼產(chǎn)生的熱裂紋和冷裂紋傾向最小。
在不銹鋼中,馬氏體不銹鋼的焊接性最差,焊接接頭通常硬而脆,并且有冷裂傾向。當(dāng)焊接碳含量大于0.1%的不銹鋼時(shí),預(yù)熱和回火可以減少裂紋和脆性裂紋的傾向。
在許多應(yīng)用中,包括飛機(jī)發(fā)動機(jī)和汽車變速器,激光經(jīng)常用于焊接,許多應(yīng)用可以在常溫下焊接。由于合金鋼的特性,容易產(chǎn)生冷裂紋,因此低雜質(zhì)、低碳含量對焊接質(zhì)量的影響非常重要。
鋁合金激光焊接需要相對較高的能量密度:鋁合金反射率高;鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)高。
從1系列到5系列的鋁都可以實(shí)現(xiàn)激光焊接,但是由于合金元素的不同,工藝上也有一些差異。由于鋁合金含有硅、鎂等揮發(fā)性元素,焊縫中容易出現(xiàn)更多的氣孔。液態(tài)鋁粘度低,表面張力低。因此,焊接鋁時(shí),必須密切注意焊接熔池,以防止液態(tài)鋁在熔池中溢出,這可以通過接頭設(shè)計(jì)或不熔透來解決。
激光焊接可以獲得高質(zhì)量和良好塑性的焊接接頭。鈦對氧氣、氫氣、氮?dú)夂吞荚右鸬拈g隙脆化非常敏感,特別注意接頭。
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