Lasersvejsning på aluminiumslegeringer
Aluminiumslegeringer har fordelene ved lav densitet, høj styrke og god korrosionsbestandighed, så de er meget udbredt i bilindustrien, ny energi, rumfarts- og byggeindustrien. På nuværende tidspunkt har lasersvejsning været meget udbredt i produktionen af aluminiumslegeringsprodukter. Sammenlignet med traditionelle svejsemetoder kan lasersvejsning give højere produktionseffektivitet, bedre svejsekvalitet og opnå højpræcisionssvejsning og automatisering af komplekse strukturer.
Lasersvejsning er en teknologi, hvor en højintensiv laser udstråles til metaloverfladen, og metallet smeltes og derefter afkøles og krystalliseres for at danne en svejsning gennem den termiske kobling mellem laseren og metallet. Ifølge lasersvejsningens termiske virkningsmekanisme kan den opdeles i to typer: termisk ledningssvejsning og dyb penetrationssvejsning. Termisk ledningssvejsning bruges hovedsageligt til emballagesvejsning eller mikro-nano svejsning af præcisionsdele; laser dyb penetration svejsning bruges hovedsageligt til svejsning af materialer, der kræver fuldstændig penetration. Blandt dem vil svejseprocessen fordampe materialet, og nøglehulsfænomenet vises i den smeltede pool. Det er den mest udbredte lasersvejsemetode på nuværende tidspunkt, og det er også den foretrukne metode til svejsning af aluminiumslegeringer. Hjælpematerialer, enkelt svejseudstyr, ingen forbrugsstoffer, let at automatisere. 02 Ulemper: Kravene til svejsefilmen er høje, så svejsningen er nem at synke; startpunktet og slutpunktet for svejsningen er lette at producere nøglepunkter; stabiliteten af svejseprocessen er generel, og svejsefejl er lette at opstå. 03Case: Bygningsdekorationsindustriens - 5 serie svejsning af dørkarme i aluminiumslegering .
På grund af de iboende fysiske egenskaber af aluminiumlegeringer, såsom lav laserabsorption, lavt kogepunkt for legeringselementer, høj varmeledningsevne, høj termisk udvidelseskoefficient, relativt bredt størkningstemperaturområde, høj størkningssvind, lav viskositet og høj brintabsorption i væske tilstand osv., så defekter som porer og varme revner opstår let under lasersvejseprocessen. Blandt dem er porøsitet den mest sandsynlige form for defekt i processen med lasersvejsning af aluminiumslegering. Det vil ødelægge kompaktheden af svejsemetallet, svække det effektive tværsnitsareal af svejsningen og reducere svejsningens mekaniske egenskaber og korrosionsbestandighed. Derfor skal der træffes effektive foranstaltninger. Foranstaltninger til at forhindre dannelse af porer og forbedre den indre kvalitet af svejsningen.
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, den koncentrerede fordeling af kædeporer i svejsningen kan forbedres effektivt. Resten af porer i svejsningen fjernes.
03 Gennem det korrekte valg af beskyttelsesgas og flowhastighed for at undertrykke svejseporer Valget af beskyttelsesgas påvirker direkte kvaliteten, effektiviteten og omkostningerne ved svejsning. Under lasersvejseprocessen kan den korrekte indsprøjtning af beskyttelsesgas effektivt reducere svejseporerne. Ar (argon) og He (helium) bruges til at beskytte overfladen af svejsningen. I processen med lasersvejsning af aluminiumslegering er ioniseringsgraden af Ar og He til laseren forskellig, hvilket resulterer i forskellig svejsedannelse. Resultatet viser, at valget af Ar Den samlede porøsitet af svejsningen opnået som beskyttelsesgassen er mindre end svejsningens, når He er valgt som beskyttelsesgassen. Samtidig skal vi også være opmærksomme på, at en stor mængde plasma genereret ved svejsning ikke kan blæses væk, hvis gasstrømningshastigheden er for lille (10L/min), hvilket gør svejsebadet ustabilt og øger sandsynligheden af porøsitetsdannelse. Gasstrømningshastigheden er moderat (ca. 15 l/min), og plasmaet kan opnås. Effektiv kontrol, beskyttelsesgassen har en god antioxidationseffekt på det smeltede bassin, og porøsiteten er minimal. Overdreven luftstrøm ledsages af for højt gastryk, således at en del af beskyttelsesgassen blandes ind i den smeltede pool, og porøsiteten øges.
Undertrykkelse af porøsitetsfejl ved lasersvejsning af aluminiumslegeringer har altid været et problem i industrien. Påvirket af selve aluminiumslegeringsmaterialets ydeevne kan fænomenet med ingen porøsitet ved svejsning ikke helt undgås under svejseprocessen, men porøsiteten kan kun reduceres. Gennem procesoptimeringen før og efter svejsning har vi opsummeret og foreslået tre måder at undertrykke porøsitet gennem eksperimenter til reference for kolleger i industrien. DOTSLASER laser fokuserer ikke kun på forskning og innovation af laserproduktteknologi, men udvikler og udforsker også forskellige laserbehandlingsteknologier og ser frem til at diskutere med flere industrieksperter for at fremme forbedringen af laserbehandlingsteknologi i mit land.
