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激光焊接或成铝合金焊接困难的出路
铝合金激光焊接为人引人关注的特点是其高效率,而要充分发挥这种高效率就是把它运用到大厚度深熔焊接中。
铝合金本身的特性使得其相关的焊接技术面临着一些亟待解决的问题:表面难熔的氧化膜、接头软化、易产生气孔、容易热变形以及热导率过大等。传统的铝合金焊接一般采用TG焊或MG焊工艺。虽然这两种焊接方式能量密度较大,焊接铝合金时能获得良好的接头,但仍然存在熔透能力差、焊接变形大、生产效率低等缺点。
于是人们开始寻求新的焊接方法,20世纪中后期激光技术逐渐开始应用于工业。欧洲空中客车公司生产的A340飞机机身,就采用激光焊接技术取代原有的铆接工艺,使机身的重量减轻18%左右,制造成本降低了近25%。德国奧迪公司A2和A8全铝结构轿车也获益于铝合金激光焊接技术的开发和应用。
这些成功的事例大大促使对激光焊接铝合金的研究,激光技术已经成为了未来铝合金焊接技术的主要发展方向。激光焊接具有功率密度高、焊接热输入低、焊接热影晌区小和焊接变形小等优点,使其在铝合金焊接领域受到格外的重视。
针对铝合金对激光的高反射性,国内外已作了大量研究,试验结果表明,进行适当的表面预处理如喷砂处理、砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层、空气炉中氧化等均可以降低光束反射,有效地增大铝合金对光束能量的吸收。
另外,从焊接结构设计方面考虑,在铝合金表面人工制孔或采用光收集器形式接头,开V形坡口或采用拼焊(拼接间隙相当于人工制孔)方法,都可以增加铝合金对激光的吸收,获得较大的熔深。另外,还可以利用合理设计焊接缝隙来增加铝合金表面对激光能量的吸收。
因此,研究和使用大功率激光器进行大厚度深熔焊接将是未来发展的必然趋势。大厚度深熔焊更加突出了小孔现象及对焊缝气孔的影响,因此小孔形成机理及控制变得更加,它必将成为业界共同关心和研究的热点问题。
改善激光焊接过程的稳定性和焊缝成形、提高焊接质量是人们追求的目标。因此,激光-电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉未激光焊接、双焦点技术以及光束整形等新技术将会得到进一步完善和发展。
改善激光焊接过程的稳定性和焊缝成形、提高焊接质量是人们追求的目标。因此,激光-电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉未激光焊接、双焦点技术以及光束整形等新技术将会得到进一步完善和发展。
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