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激光焊接技術在異種金屬材料的焊接
時間：2022-08-17 10:12 閱讀：3024 次
異種金屬材料焊接是解決構件同時滿足多方面性能要求的有效途徑。異種材料激光焊接機制復雜。比如，焊接材料熱物性隨溫度變化差異；異種金屬對于激光的吸收率差異及其隨溫度變化特性；熔池形成及演化機制；凝固過程焊縫熔化區與熱影響區組織演化；激光焊接接頭缺陷的形成、焊接殘余應力與變形產生等。下面介紹激光焊接技術在異種金屬材料的焊接。
1.鋁鋼激光焊接
鋁、鋼熔點差異大，易形成金屬件化合物的異種材料，并且鋁、鋼合金具有高反射率和高熱傳導系數的特點，在焊接過程中難以形成匙孔，焊接時需要較高的能量密度。激光焊接功率閾值、焊縫成形和焊接過程穩定性的影響。實驗發現通過控制激光能量與材料的作用時間,可以減小界面反應層的厚度,有效控制中間相的生成。
2.鎂鋁及鎂鋁合金焊接
鋁及其合金具有良好的耐蝕性、較高的比強度、較好的導電性及導熱性等優點。鎂是比鋁還輕的一種有色金屬,也具有較高的比強度和比剛度及良好的抗震能力。鎂鋁焊接的主要問題在于母材本身極易氧化,熱傳導系數大,易產生裂紋和氣孔等焊接缺陷,且極易產生金屬間化合物,從而顯著降低了焊接接頭的力學性能。
3.銅鋼激光焊接
銅與鋼焊接是典型的異種材料焊接。銅和鋼的熔點、導熱系數、線膨脹系數和力學 性能都有著很大的差異，不利于銅與鋼的直接焊接。基于激光焊接的熱能密度大、熔化金屬 量少、熱影響區窄、接頭質量高、生產效率高等優點，銅與鋼的激光焊接已成為當前的發展 趨勢。但是銅對大多數工業應用激光的吸收率都比較低，且銅在焊接過程中還容易出現氧 化、氣孔、裂紋等缺陷。基于多模激光器的銅與鋼異種金屬激光焊接工藝有待進一步開發。
以上就是激光焊接技術在異種金屬材料的焊接，激光焊接異種金屬材料從異種鋼擴展到了有色金屬及其合金,特別是針對鎂鋁合金，鈦鋁合金以及鎳基高溫合金的激光焊接已取得進展,獲得了具有一定熔深與強度的焊接接頭。異種金屬激光焊接熔池的形成與演化過程復朵。對焊接熱源模型、匙孔模型、溫度場以及熔池流動等問題從數值模擬與實驗兩方面進行了深入研究,深入分析了凝固過程中熱裂紋、有害相、氣孔的產生機制,并從工藝角度對殘余應力進行控制。
1.鋁鋼激光焊接
鋁、鋼熔點差異大，易形成金屬件化合物的異種材料，并且鋁、鋼合金具有高反射率和高熱傳導系數的特點，在焊接過程中難以形成匙孔，焊接時需要較高的能量密度。激光焊接功率閾值、焊縫成形和焊接過程穩定性的影響。實驗發現通過控制激光能量與材料的作用時間,可以減小界面反應層的厚度,有效控制中間相的生成。
2.鎂鋁及鎂鋁合金焊接
鋁及其合金具有良好的耐蝕性、較高的比強度、較好的導電性及導熱性等優點。鎂是比鋁還輕的一種有色金屬,也具有較高的比強度和比剛度及良好的抗震能力。鎂鋁焊接的主要問題在于母材本身極易氧化,熱傳導系數大,易產生裂紋和氣孔等焊接缺陷,且極易產生金屬間化合物,從而顯著降低了焊接接頭的力學性能。
3.銅鋼激光焊接
銅與鋼焊接是典型的異種材料焊接。銅和鋼的熔點、導熱系數、線膨脹系數和力學 性能都有著很大的差異，不利于銅與鋼的直接焊接。基于激光焊接的熱能密度大、熔化金屬 量少、熱影響區窄、接頭質量高、生產效率高等優點，銅與鋼的激光焊接已成為當前的發展 趨勢。但是銅對大多數工業應用激光的吸收率都比較低，且銅在焊接過程中還容易出現氧 化、氣孔、裂紋等缺陷。基于多模激光器的銅與鋼異種金屬激光焊接工藝有待進一步開發。
以上就是激光焊接技術在異種金屬材料的焊接，激光焊接異種金屬材料從異種鋼擴展到了有色金屬及其合金,特別是針對鎂鋁合金，鈦鋁合金以及鎳基高溫合金的激光焊接已取得進展,獲得了具有一定熔深與強度的焊接接頭。異種金屬激光焊接熔池的形成與演化過程復朵。對焊接熱源模型、匙孔模型、溫度場以及熔池流動等問題從數值模擬與實驗兩方面進行了深入研究,深入分析了凝固過程中熱裂紋、有害相、氣孔的產生機制,并從工藝角度對殘余應力進行控制。
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