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解決激光焊接加工氣孔問題的三種方法

2020-06-29

過程氣孔的產生主要是由於保護不良而引起的。在焊接過程中,氮從外部侵入熔池,氮在液態鐵中的溶解度與氮在固態鐵的溶解度有很大的差異,因而在金屬的冷卻凝固過程中,由於氮的溶解度隨溫度的下降而降低,當熔池金屬冷卻到開始結晶時,溶解度將發生大幅度的突然下降,此時氣體大量析出形成氣泡,如果氣泡的上浮速度小於金屬結晶速度,則生成氣孔。激光焊接氬氣孔與氮氣孔的產生機理不同。常州激光焊接加工廠家

氣孔產生原因

研究表明,激光焊接的小孔內部處於一種不穩定振動狀態,小孔和熔池的流動非常劇烈,小孔內部的金屬蒸汽向外噴發引起小孔開口處的蒸汽渦流,將保護氣體(Ar) 卷入小孔底部,隨著小孔向前移動,這些保護氣體將以氣泡形式進入熔池。因Ar 溶解度極低,再加上激光焊接的冷卻速度很快,氣泡來不及逸出而被殘留在焊縫,形成氣孔。

目前,解決激光焊接氣孔問題主要有三種方法。

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一是利用冶金原理,采用活性氣體,使得氣體能夠溶解於焊縫或與熔池金屬發生反應生成化合物。例如,在低碳鋼激光焊接中采用CO2 作保護氣體,減小氣孔傾向[5 ] 。但采用CO2 作保護氣體可能會出現焊縫含氧量增加從而導致焊縫韌性下降。常州激光焊接加工廠家

二是采用脈衝激光焊接,改變了小孔的行為,減少保護氣體被卷入小孔[6~8 ] 。這種方法目前還不能完全消除氣孔。

三、 利用光束擺動的方法來減小或消除激光深熔焊中的氣孔。 由於焊接中加入擺動,束流對焊縫的往複擺動一方麵使部分焊縫發生反複重熔,延長了焊接熔池液態金屬停留的時間,同時,束流的偏轉也增加了單位麵積輸入熱,減小了焊縫的深寬比,有利於氣泡的浮出,從而起到消除氣孔的作用。另一方麵束流的擺動導致小孔隨之擺動,又可以起到對焊接熔池提供一個攪拌力的作用,加大了焊接熔池的對流與攪拌,對消除氣孔起有利作用。

以上三種方法可以解決中存在的氣孔問題,但是目前而言,方法尚未成熟起來。


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