Lasersvetsning på aluminiumlegeringar
Aluminiumlegeringar har fördelarna med låg densitet, hög hållfasthet och god korrosionsbeständighet, så de används i stor utsträckning inom fordonsindustrin, ny energi, flyg- och byggindustrin. För närvarande har lasersvetsning använts i stor utsträckning vid produktion av aluminiumlegeringsprodukter. Jämfört med traditionella svetsmetoder kan lasersvetsning ge högre produktionseffektivitet, bättre svetskvalitet och uppnå högprecisionssvetsning och automatisering av komplexa strukturer.
Lasersvetsning är en teknik där en högintensiv laser strålar ut till metallytan, och metallen smälts och sedan kyls och kristalliseras för att bilda en svets genom den termiska kopplingen mellan lasern och metallen. Enligt den termiska verkansmekanismen för lasersvetsning kan den delas in i två typer: värmeledningssvetsning och djup penetrationssvetsning. Värmeledningssvetsning används huvudsakligen för förpackningssvetsning eller mikronano-svetsning av precisionsdelar; Lasersvetsning används främst för svetsning av material som kräver fullständig penetration. Bland dem kommer svetsprocessen att förånga materialet, och nyckelhålsfenomenet kommer att dyka upp i den smälta poolen. Det är den mest använda lasersvetsmetoden för närvarande, och det är också den föredragna metoden för aluminiumlegeringssvetsning. Hjälpmaterial, enkel svetsutrustning, inga förbrukningsvaror, lätt att automatisera. 02 Nackdelar: Kraven på svetsfilmen är höga, så svetsen är lätt att sänka; startpunkten och slutpunkten för svetsningen är lätta att producera nyckelpunkter; svetsprocessens stabilitet är generell och svetsfel är lätta att uppstå. 03Case: Byggnadsdekorationsindustri - 5 serie aluminiumlegering dörrkarmsvetsning .
På grund av de inneboende fysikaliska egenskaperna hos aluminiumlegeringar, såsom låg laserabsorption, låg kokpunkt för legeringselement, hög värmeledningsförmåga, hög värmeutvidgningskoefficient, relativt brett stelningstemperaturområde, hög stelningskrympning, låg viskositet och hög väteabsorption i vätska tillstånd etc., så defekter som porer och heta sprickor genereras lätt under lasersvetsprocessen. Bland dem är porositet den mest troliga formen av defekt i processen för lasersvetsning av aluminiumlegering. Det kommer att förstöra svetsmetallens kompakthet, försvaga svetsens effektiva tvärsnittsarea och minska svetsens mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet. Därför måste effektiva åtgärder vidtas. Åtgärder för att förhindra bildandet av porer och förbättra svetsens inre kvalitet.
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 koncentrerade fördelningen av kedjeporer i svetsen kan förbättras effektivt. Rester av porer i svetsen elimineras.
03 Genom korrekt val av skyddsgas och flödeshastighet för att undertrycka svetsporer Valet av skyddsgas påverkar direkt kvaliteten, effektiviteten och kostnaden för svetsning. Under lasersvetsprocessen kan korrekt insprutning av skyddsgas effektivt minska svetsporerna. Ar (argon) och He (helium) används för att skydda svetsytan. I processen med lasersvetsning av aluminiumlegering är joniseringsgraden av Ar och He till lasern annorlunda, vilket resulterar i olika svetsbildning. Resultatet visar att valet av Ar. Den totala porositeten för svetsen som erhålls som skyddsgas är mindre än svetsens när He väljs som skyddsgas. Samtidigt bör vi också vara uppmärksamma på att en stor mängd plasma som genereras vid svetsning inte kan blåsas bort om gasflödet är för litet (10L/min), vilket gör svetsbadet instabilt och ökar sannolikheten porositetsbildning. Gasflödet är måttligt (ca 15L/min) och plasman kan erhållas. Effektiv kontroll, skyddsgasen har en bra antioxidationseffekt på den smälta poolen, och porositeten är minimal. Överdrivet luftflöde åtföljs av överdrivet gastryck, så att en del av skyddsgasen blandas in i den smälta poolen, och porositeten ökar.
Undertryckandet av porositetsdefekter vid lasersvetsning av aluminiumlegeringar har alltid varit ett problem inom industrin. Påverkad av själva aluminiumlegeringsmaterialets prestanda kan fenomenet med ingen porositet vid svetsning helt undvikas under svetsprocessen, men porositeten kan bara minskas. Genom processoptimeringen före och efter svetsning har vi sammanfattat och föreslagit tre sätt att undertrycka porositet genom experiment för referens av kollegor i branschen. DOTSLASER laser fokuserar inte bara på forskning och innovation inom laserproduktteknologi, utan utvecklar och utforskar också olika laserbearbetningstekniker och ser fram emot att diskutera med fler industriexperter för att främja förbättringen av laserbearbetningsteknik i mitt land.
