Ø氣孔問題,鋁合金種類不同,產(chan) 生的氣孔類型也不同。一般認為(wei) ,鋁合金在焊接過程中產(chan) 生以下幾類氣孔:
氫氣孔。鋁合金在有氫的環境中熔化後,其內(nei) 部的含氫量可達到0.69ml/100g以上。但凝固以後,其平衡狀態下的溶氫能力最多隻有0.036ml/100g,兩(liang) 者相差近20倍。因此,在由液態向固態轉變的過程中,液態鋁上多餘(yu) 的氫氣必定要析出。如果析出的氫不能順利上浮逸出,就會(hui) 聚集成氣泡殘留在固態鋁合金成為(wei) 氣孔。
日本學者在封閉的條件下將焊縫氣孔中的氣體(ti) 收集起來進行分析,得出的結果為(wei) :氫氣占90%,氮氣占10%。因此通常認為(wei) 減少焊縫氣孔的有效措施就是斷焊接時的供氫源。
保護氣體(ti) 產(chan) 生的氣孔。有研究認為(wei) ,在高能激光焊接鋁合金的過程中,由於(yu) 熔池底部小孔前沿金屬的強烈蒸發,使保護氣體(ti) 被卷入熔池形成氣泡,當氣泡來不及逸出而殘留在固態鋁合金中即成為(wei) 氣孔。表2是A5083合金激光焊接氣孔中保護氣體(ti) 的含量。
表2A5083合金激光焊接氣孔中保護氣體(ti) 的含量
激光種類保護氣體(ti) 成份功率/KwAr(%)He(%)H2(%)其他
CO2激光Ar541----59---
CO2激光He100.686.812.6---
CO2激光He100.695.93.30.2N2
YAG激光He3----99.20.60.2N2
小孔塌陷產(chan) 生的氣孔。在激光焊接過程中,當表麵張力大於(yu) 蒸氣壓力時,小孔將不能維持穩定而塌陷,金屬來不及填充就形成了孔洞。
Matsunawa教授的實時小孔觀察試驗引起了激光焊接領域的極大關(guan) 注,相關(guan) 的小孔模型研究和直接觀察研究工作大量湧現。隨之而來,對減少或避免鋁合金激光焊接中的氣孔缺陷也提出了很多實際措施,如調整激光功率波形,減少小孔不穩定塌陷,改變光束焦點高度和傾(qing) 斜照射,在焊接過程時施加電磁經場作用以及在真空中進行焊接等。近幾年來,又有研究者采用填絲(si) 或預置合金粉未、複合熱源和雙焦點技術來減少氣孔的產(chan) 生,取得了不錯的效果。
Ø裂紋問題
鋁合金屬於(yu) 典型的共晶合金,在激光焊接快速凝固下更容易產(chan) 生熱裂紋,焊縫金屬結晶時在柱狀晶邊界形成AL-Si或Mg-Si等低熔點共晶是導致裂紋產(chan) 生的原因。
為(wei) 減少熱裂紋,可以采用填絲(si) 或預置合金粉未等方法進行激光焊接。使用YAG激光器時,調節脈衝(chong) 波形,控製熱輸入也可以減少結晶裂紋。
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