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高功率激光焊接頭之鋁合金焊接

2019-03-27 10:29:54 金曉


鋁合金由于其重量輕,比強度高,耐腐蝕性好,無磁性,成型性好,低溫性能好等特點,廣泛應用于各種焊接結構產(chǎn)品中。鋁合金用于替代鋼板材料進行焊接,結構重量可減少50%以上。目前,它廣泛應用于航空,航天,汽車,動力電池,機械制造,船舶,化工和日用品。但是;鋁的焊接就離不開激光焊接頭的焊接工藝。

鋁合金激光焊接頭焊接技術是近十年來發(fā)展起來的一項新技術。與傳統(tǒng)焊接頭焊接技術相比,具有功能強,可靠性高,無需真空條件,效率高等特點。它具有功率密度高,總熱輸入低,熔化深度大,熱輸入相同,熱影響區(qū)小,焊接變形小,速度快,工業(yè)自動化容易等優(yōu)點,具有很大的應用優(yōu)勢。特別是鋁合金的熱處理。可以提高加工速度,大大減少熱量輸入,提高生產(chǎn)效率,提高焊接質(zhì)量。焊接高強度大厚度鋁合金時,傳統(tǒng)的焊接頭焊接方法不能同時完全焊接。然而,當激光頭深熔焊接形成大的深度鎖孔時,可以實現(xiàn)鎖孔效應。

激光焊接頭

激光焊接頭焊接鋁合金具有以下優(yōu)點:

 (1)能量密度高,熱輸入低,熱變形小,熔化區(qū)和熱影響區(qū)窄,熔化深度大;

 (2)冷卻速度快,焊接結構精細,接頭性能好;

 (3)與接觸焊接相比,激光焊接不使用電極,從而減少了工時和成本;

 (4)不需要電子束焊接時的真空氣氛,可選擇保護氣體和壓力,待被焊接工件的形狀不受電磁影響,不產(chǎn)生X射線;

 (5)將金屬材料焊接在密封的透明物體上;

 (6)激光頭可以通過光纖長距離傳輸,使得過程自適應。通過與計算機和機械手的配合,實現(xiàn)焊接過程的自動化和精確控制。


鋁合金激光焊接常見激光頭的比較

目前,主要使用CO2激光器,YAG激光器和光纖激光器。CO2激光器功率大,適用于需要高功率的厚板焊接。然而,CO2激光束對鋁合金表面的吸收率相對較小,導致焊接過程中的大量能量損失。WSX激光頭通常具有相對較低的功率。 

WSX激光頭在鋁合金表面的吸收率相對高于CO2激光頭。它可以通過光纖進行,適應性強,工藝布置簡單。但是,wsx輸出功率和光電轉(zhuǎn)換功率都很低。光纖激光頭體積小,運行成本低,使用壽命長,穩(wěn)定性好,光束質(zhì)量高等優(yōu)點。同時,光纖激光頭發(fā)出的光波長為1070 nm,吸收率更高,光電轉(zhuǎn)換率是YAG激光頭的10倍,焊接頭速度快于YAG和CO2激光頭。

激光焊接頭

大功率激光焊接頭設備的焊接技術是焊接頭 - 鋁合金的大趨勢

鋁合金激光焊接頭作為一種高能量密度焊接工藝,可有效防止傳統(tǒng)焊接工藝產(chǎn)生的缺陷,大大提高強度系數(shù)。低功率激光焊接頭設備難以焊接厚鋁合金板。同時,激光頭光束在鋁合金表面上的吸收率非常低,并且當要實現(xiàn)深熔焊接時存在閾值問題,因此該過程是困難的。

鋁合金激光焊接頭最具吸引力的特點是效率高。為了充分發(fā)揮這種高效率,必須應用于厚度大的深熔焊接。將大功率激光頭用于大厚度的深熔焊接將是未來發(fā)展的必然趨勢。



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