Лазерне зварювання алюмінієвих сплавів
Алюмінієві сплави мають такі переваги, як низька щільність, висока міцність і хороша стійкість до корозії, тому вони широко використовуються в автомобільній промисловості, новій енергетиці, аерокосмічній і будівельній промисловості. В даний час лазерне зварювання знайшло широке застосування у виробництві виробів з алюмінієвих сплавів. У порівнянні з традиційними методами зварювання лазерне зварювання може забезпечити більш високу ефективність виробництва, кращу якість зварювання, а також досягти високоточного зварювання та автоматизації складних конструкцій.
Лазерне зварювання — це технологія, при якій лазер високої інтенсивності випромінюється на поверхню металу, а метал розплавляється, а потім охолоджується та кристалізується, щоб утворити зварний шов завдяки тепловому зв’язку між лазером і металом. За механізмом термічної дії лазерне зварювання можна розділити на два типи: теплопровідне зварювання та зварювання глибоким проплавленням. Теплопровідне зварювання в основному використовується для зварювання упаковки або мікронано зварювання точних деталей; лазерне зварювання глибоким проплавленням в основному використовується для зварювання матеріалів, які потребують повного проплавлення. Серед них процес зварювання призведе до випаровування матеріалу, а в розплавленому басейні з’явиться явище замкової щілини. Це найпоширеніший метод лазерного зварювання в даний час, а також це кращий метод для зварювання алюмінієвих сплавів. Допоміжні матеріали, просте зварювальне обладнання, без витратних матеріалів, легко автоматизувати. 02 Недоліки: Вимоги до зварювальної плівки високі, тому зварний шов легко опускається; початкова і кінцева точки зварювання легко виробляти ключові точки; стабільність процесу зварювання є загальною, і легко виникнути дефекти зварювання. 03 Випадок: зварювання дверної рами з алюмінієвого сплаву серії - 5 для оздоблення будівель.
Завдяки притаманним алюмінієвим сплавам фізичним властивостям, таким як низьке лазерне поглинання, низька температура кипіння легуючих елементів, висока теплопровідність, високий коефіцієнт теплового розширення, відносно широкий діапазон температур затвердіння, висока усадка при затвердінні, низька в'язкість і високе поглинання водню в рідині. стан тощо, тому під час процесу лазерного зварювання легко утворюються такі дефекти, як пори та гарячі тріщини. Серед них пористість є найбільш імовірною формою дефекту в процесі лазерного зварювання алюмінієвих сплавів. Це порушить компактність зварного металу, послабить ефективну площу поперечного перерізу зварного шва та зменшить механічні властивості та корозійну стійкість зварного шва. Тому необхідно вживати дієвих заходів. Заходи щодо запобігання утворенню пір і поліпшення внутрішньої якості зварного шва.
Laser fusion welding porosity suppression method 01 Suppresses welding porosity through pre-welding surface treatment. Pre-welding surface treatment is an effective method to control metallurgical porosity in aluminum alloy laser welds. Usually, the surface treatment methods include physical and mechanical cleaning and chemical cleaning. After comparison, the process of chemically treating the surface of the test plate (metal cleaning agent cleaning - water washing - alkali cleaning - water washing - acid washing - water washing - drying) is the best. Among them, 25NaH (sodium hydroxide) solution is used for alkaline cleaning to remove the surface thickness of the material, and 20% HN03 (nitric acid) + 2% (hydrogen fluoride) aqueous solution is used for pickling to neutralize the residual alkali solution. After the surface treatment of the test plate, the welding is carried out within 24 hours , When the test plate stays for a long time after treatment, wipe it with anhydrous alcohol before welding. 02 Suppressing welding porosity through welding process parameters The formation of weld porosity is not only related to the quality of the surface treatment of the weldment, but also related to the welding process parameters. The influence of welding parameters on the weld porosity is mainly reflected in the penetration of the weld, that is, the back The effect of aspect ratio on stomata. It can be seen from the test that when the back-to-width ratio of the weld is R>0.6 можна ефективно покращити концентрований розподіл пор ланцюга у зварному шві. Залишки пір у зварному шві усуваються.
03 Завдяки правильному вибору захисного газу та швидкості потоку для придушення зварювальних пор Вибір захисного газу безпосередньо впливає на якість, ефективність і вартість зварювання. Під час процесу лазерного зварювання правильна інжекція захисного газу може ефективно зменшити пори зварного шва. Для захисту поверхні шва використовуються Ar (аргон) і He (гелій). У процесі лазерного зварювання алюмінієвого сплаву ступінь іонізації Ar і He в лазері різний, що призводить до різного формування зварного шва. Результат показує, що вибір Ar. Загальна пористість зварного шва, отриманого як захисний газ, менша, ніж пористість зварного шва, коли He обрано як захисний газ. У той же час ми також повинні звернути увагу на той факт, що велика кількість плазми, що утворюється при зварюванні, не може бути здута, якщо швидкість потоку газу занадто мала (10 л/хв), що робить зварювальну ванну нестабільною та підвищує ймовірність утворення пористості. Швидкість потоку газу помірна (близько 15 л/хв), і плазму можна отримати. Ефективний контроль, захисний газ має хорошу антиокислювальну дію на розплавлену ванну, а пористість мінімальна. Надмірний потік повітря супроводжується надмірним тиском газу, так що частина захисного газу змішується з розплавленою ванною, і пористість збільшується.
Придушення дефектів пористості при лазерному зварюванні алюмінієвих сплавів завжди було проблемою в промисловості. Явища відсутності пористості під час зварювання не можна повністю уникнути під час процесу зварювання, що впливає на характеристики самого матеріалу алюмінієвого сплаву, але пористість можна лише зменшити. Завдяки оптимізації процесу до та після зварювання ми узагальнили та запропонували три способи придушення пористості за допомогою експериментів для ознайомлення колег у галузі. DOTSLASER laser не лише зосереджується на дослідженнях та інноваціях у технології лазерних продуктів, але також розробляє та вивчає різні технології лазерної обробки та сподівається на обговорення з більшою кількістю експертів галузі для сприяння вдосконаленню технології лазерної обробки в моїй країні.
