铝合金激光-MIG复合焊焊接.ppt

铝合金激光-MIG复
合焊焊接技术
内容
激光-MIG复合焊接技术原理
激光-MIG 复合焊接特点
铝合金的焊接特点
铝合金激光-MIG复合焊接特点
结语
激光-MIG 复合焊接技术将激光焊接技术与MIG 焊焊接技术有机地结合为一体,克服了各自的缺点,具有较好的焊接工艺性,并可以获得优质的焊接接头。
激光-MIG 复合焊接是一种有着较大潜力的焊接新方法,具有广泛的发展前景。
激光-MIG复合焊接技术原理
Nd:YAG激光器焊接金属时激光束强度可达106W/cm2,当激光到达材料表面时,该点的温度迅速升高到挥发温度,并形成挥发孔,焊缝最明显的特征是具有很高的深宽比。MIG电弧燃烧能量密度稍高104W/cm2。激光复合焊的基本原理见图1。除了电弧向焊接区输入能量外,激光也向焊缝金属输入热量。
激光复合焊技术并不是两种焊接方法依次作用,而是两种焊接方法同时作用于焊接区。激光和电弧在不同程度和形式上影响复合焊接的性能。
激光-MIG 复合焊接提高了熔深和焊接速度。焊接过程中金属蒸气挥发,并且反作用于等离子区。等离子区对激光有轻微吸收,但可以忽略不计。整个焊接过程的特性取决于选择的激光和电弧输入能量的比例。
工件温度对于激光能量的吸收是一个决定性的因素。开始焊接时需解决表面反射问题,尤其是铝合金。当工件表面达到挥发温度时形成挥发孔,这样几乎所有的能量都可以传到工件上。焊接所需要的能量由随温度变化的表面吸收率和工件传导损失的能量来决定。在激光-MIG 复合焊接时,挥发不仅发生在工件的表面,同时也发生在填充焊丝上,使得更多的金属挥发,从而使激光的能量传输更加容易。
激光-MIG 复合焊接特点
激光-MIG焊采用激光束和电弧共同工作,焊接速度高,焊接过程稳定,热效率高以及允许更大的焊接装配间隙。激光-MIG焊的熔池比MIG焊的要小,热输入低,热影响区小,工作变形小,大大减少了焊后纠正焊接变形的工作。
与激光焊相比,激光-MIG焊的优点有:焊接过程更稳定、焊缝桥联性更好、熔深更大、成本更低、塑性更高。
与MIG焊相比,激光-MIG焊的优点有:焊接速度高、熔深更大、热输入低、抗拉强度高、焊缝窄。
总之,激光-MIG焊是一种全新的焊接技术。对于激光束焊无法实现或在经济上不可行的装配间隙较宽的焊接,它提供了最佳的综合性能。激光-MIG焊宽广的应用范围和高效的特性增强了它在投资成本、减少生产时间、降低生产成本和提高生产率方面的竞争力。
铝合金的焊接特点
铝及铝合金具有独特的物理化学性能,在焊接过程中会产生一系列的困难和特点,具体如下:
1、氧化能力强
铝与氧的亲和力较大,在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3,其熔点高达2050℃,远远超过了铝合金的熔点,且密度大,。在焊接过程中,氧化铝薄膜将阻碍金属之间的良好结合,易造成夹杂。并且氧化膜会吸附水分,导致焊接时生成气孔。
2、导热系数和比热容较大
铝合金的导热系数、比热容等都很大,约比钢大1倍多,焊接过程中大量的热能被迅速传到基体金属内部,因此焊接铝合金时需要消耗更多的热量。
3、热裂纹倾向性大
铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍,%左右,因此在焊接某些铝合金时,往往由于过大的内应力而在脆弱区间内产生热裂纹,这是高强铝合金焊接时最为常见的焊接缺陷之一。
4、容易形成气孔
焊接接头中的气孔是铝合金焊接时易产生的另外一个缺陷,氢是焊接时产生气孔的一个主要原因。铝合金的液体熔池极易吸收气体,在焊接冷却凝固过程中,高温下溶入的大量气体来不及析出而聚集在焊缝中形成气孔。
铝合金由于比强度高、抗腐蚀性好而得以广泛应用。CO2激光焊接铝合金的困难主要在于高的反射率以及导热性好,难以达到蒸发温度,难于诱导小孔的形成(尤其是Mg含量比较小时),容易产生气孔。提高激光吸收率的措施除了表面