Spawanie laserowe stopów aluminium
Stopy aluminium mają zalety niskiej gęstości, wysokiej wytrzymałości i dobrej odporności na korozję, dlatego są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, nowej energetyce, przemyśle lotniczym i budowlanym. Obecnie spawanie laserowe jest szeroko stosowane w produkcji wyrobów ze stopów aluminium. W porównaniu z tradycyjnymi metodami spawania, spawanie laserowe może zapewnić wyższą wydajność produkcji, lepszą jakość spoin oraz osiągnięcie wysokiej precyzji spawania i automatyzacji złożonych konstrukcji.
Spawanie laserowe to technologia, w której laser o dużej intensywności jest emitowany na powierzchnię metalu, a metal jest topiony, a następnie schładzany i krystalizowany w celu utworzenia spoiny poprzez sprzężenie termiczne między laserem a metalem. Zgodnie z mechanizmem działania termicznego spawania laserowego można go podzielić na dwa rodzaje: spawanie przewodnictwem cieplnym i spawanie z głęboką penetracją. Spawanie przewodnictwem cieplnym jest stosowane głównie do spawania opakowań lub spawania mikro-nano precyzyjnych części; spawanie laserowe z głębokim wtopieniem stosuje się głównie do spawania materiałów wymagających pełnej penetracji. Wśród nich proces spawania spowoduje odparowanie materiału, aw stopionym jeziorze pojawi się zjawisko dziurki od klucza. Jest to obecnie najczęściej stosowana metoda spawania laserowego, a także preferowana metoda spawania stopów aluminium. Materiały pomocnicze, prosty sprzęt spawalniczy, bez materiałów eksploatacyjnych, łatwy do zautomatyzowania. 02 Wady: Wymagania dotyczące folii spawalniczej są wysokie, więc spoina jest łatwa do zatopienia; punkt początkowy i punkt końcowy spawania są łatwe do wytworzenia kluczowych punktów; stabilność procesu spawania jest ogólna, a wady spawania są łatwe do wystąpienia. 03Przypadek: przemysł dekoracji budynków - 5 seria spawanie ościeżnic ze stopu aluminium.
Ze względu na nieodłączne właściwości fizyczne stopów aluminium, takie jak niska absorpcja lasera, niska temperatura wrzenia pierwiastków stopowych, wysoka przewodność cieplna, wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, stosunkowo szeroki zakres temperatur krzepnięcia, wysoki skurcz krzepnięcia, niska lepkość i wysoka absorpcja wodoru w cieczy stanie itp., dzięki czemu podczas procesu spawania laserowego łatwo powstają defekty, takie jak pory i pęknięcia gorące. Wśród nich porowatość jest najbardziej prawdopodobną formą defektu w procesie spawania laserowego stopów aluminium. Spowoduje to zniszczenie zwartości metalu spoiny, osłabienie efektywnego pola przekroju spoiny oraz zmniejszenie właściwości mechanicznych i odporności na korozję spoiny. Dlatego należy podjąć skuteczne środki. Środki zapobiegające powstawaniu porów i poprawiające wewnętrzną jakość spoiny.
Laser fusion welding porosity suppression method 01 Suppresses welding porosity through pre-welding surface treatment. Pre-welding surface treatment is an effective method to control metallurgical porosity in aluminum alloy laser welds. Usually, the surface treatment methods include physical and mechanical cleaning and chemical cleaning. After comparison, the process of chemically treating the surface of the test plate (metal cleaning agent cleaning - water washing - alkali cleaning - water washing - acid washing - water washing - drying) is the best. Among them, 25NaH (sodium hydroxide) solution is used for alkaline cleaning to remove the surface thickness of the material, and 20% HN03 (nitric acid) + 2% (hydrogen fluoride) aqueous solution is used for pickling to neutralize the residual alkali solution. After the surface treatment of the test plate, the welding is carried out within 24 hours , When the test plate stays for a long time after treatment, wipe it with anhydrous alcohol before welding. 02 Suppressing welding porosity through welding process parameters The formation of weld porosity is not only related to the quality of the surface treatment of the weldment, but also related to the welding process parameters. The influence of welding parameters on the weld porosity is mainly reflected in the penetration of the weld, that is, the back The effect of aspect ratio on stomata. It can be seen from the test that when the back-to-width ratio of the weld is R>0.6, można skutecznie poprawić skoncentrowane rozmieszczenie porów łańcuchowych w spoinie. Pozostałości porów w spoinie są eliminowane.
03 Poprzez właściwy dobór gazu osłonowego i natężenia przepływu w celu ograniczenia porów spawalniczych Wybór gazu osłonowego ma bezpośredni wpływ na jakość, wydajność i koszt spawania. Podczas procesu spawania laserowego właściwy wtrysk gazu osłonowego może skutecznie zredukować pory spoiny. Ar (argon) i He (hel) służą do ochrony powierzchni spoiny. W procesie spawania laserowego stopu aluminium stopień jonizacji Ar i He względem lasera jest różny, co skutkuje różnymi formacjami spoin. Wynik pokazuje, że wybór Ar Całkowita porowatość spoiny otrzymanej jako gaz osłonowy jest mniejsza niż porowatość spoiny, gdy jako gaz osłonowy wybrano He. Jednocześnie należy również zwrócić uwagę na fakt, że duża ilość plazmy powstającej podczas spawania nie może zostać zdmuchnięta przy zbyt małym przepływie gazu (10 l/min), co powoduje niestabilność jeziorka spawalniczego i zwiększa prawdopodobieństwo powstawania porowatości. Szybkość przepływu gazu jest umiarkowana (około 15 l/min) i można uzyskać plazmę. Skuteczna kontrola, gaz ochronny ma dobre działanie przeciwutleniające na stopiony basen, a porowatość jest minimalna. Nadmiernemu przepływowi powietrza towarzyszy nadmierne ciśnienie gazu, przez co część gazu ochronnego zostaje wmieszana do stopionego jeziorka i zwiększa się porowatość.
Tłumienie defektów porowatości podczas spawania laserowego stopów aluminium zawsze stanowiło problem w przemyśle. Zjawiska braku porowatości w spawaniu, na które ma wpływ sam materiał ze stopu aluminium, nie można całkowicie uniknąć podczas procesu spawania, ale porowatość można jedynie zmniejszyć. Poprzez optymalizację procesu przed i po spawaniu, podsumowaliśmy i zaproponowaliśmy trzy sposoby tłumienia porowatości poprzez eksperymenty do odniesienia przez kolegów z branży. DOTSLASER laser nie tylko koncentruje się na badaniach i innowacjach technologii produktów laserowych, ale także opracowuje i bada różne technologie obróbki laserowej i oczekuje dyskusji z większą liczbą ekspertów branżowych w celu promowania ulepszeń technologii obróbki laserowej w moim kraju.
