小孔效應(yīng)與等離子體對(duì)金屬激光焊接的影響

在金屬激光焊接過程中，小孔的出現(xiàn)可以大大提高材料對(duì)激光的吸收率，焊接可以獲得更多的能量，而鋁元素以及金屬中的Mg、Zn、Li沸點(diǎn)低、易蒸發(fā)且蒸汽壓大，雖然這有助于小孔的形成，但等離子體的冷卻作用(等離子體對(duì)能量的屏蔽和吸收，減少了激光對(duì)母材的能量輸入)使得等離子體本身'過熱'，卻阻礙了小孔維持連續(xù)存在，容易產(chǎn)生氣孔等焊接缺陷，從而影響焊接成形和接頭的力學(xué)性能，所以小孔的誘導(dǎo)和穩(wěn)定成為保證激光焊接質(zhì)量的一個(gè)重點(diǎn)。

因?yàn)榻饘俚母叻瓷湫院透邔?dǎo)熱性，要誘導(dǎo)小孔的形成就需要激光有更高的能量密度。能量密度閾值的高低本質(zhì)上受其合金成分的控制，因此可以通過控制工藝參數(shù)，選擇確定激光功率保證合適的熱輸入量來獲得穩(wěn)定的焊接過程。另外，能量密度閾值一定程度上還受到保護(hù)氣體種類的影響。例如，激光焊接金屬時(shí)使用N2氣時(shí)可較容易地誘導(dǎo)出小孔,而使用He氣則不能誘導(dǎo)出小孔。這是因?yàn)镹2和Al之間可發(fā)生放熱反應(yīng)，生成的Al-N-O三元化合物提高了對(duì)激光吸收率。

金屬焊接加工小編為您介紹焊接加工的特點(diǎn)和應(yīng)用

焊接加工具有以下特點(diǎn)：

1、與御接相比,焊接具有節(jié)省金屬材料、生產(chǎn)率高、接頭強(qiáng)度高、密封性能好、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。

2、與鑄造相比，焊接工序簡單、生產(chǎn)、節(jié)省材料、成本低，有利于產(chǎn)品的更新。

3、對(duì)于大型、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，采用鑄一焊、鍛一焊、沖一焊復(fù)合工藝,能實(shí)現(xiàn)以小拼大，化繁為簡，以克服鑄造或鍛造設(shè)備能力的不足，有利于降低成本、節(jié)省材料，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4、能連接異種金屬，便于制造雙金屬結(jié)構(gòu)。如將硬質(zhì)合金刀片和車刀刀桿焊在一起在已磨損的工件表面堆焊一層耐磨材料，以延長其使用壽命。

但焊接也存在一些不足之處，如結(jié)構(gòu)不可拆，更換修理不方便；焊接結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生應(yīng)力與變形，容易產(chǎn)生焊接缺陷等。焊接技術(shù)主要應(yīng)用于金屬結(jié)構(gòu)的制造上，如建筑結(jié)構(gòu)、船體、車輛、航空航天、電子電產(chǎn)品、鍋爐及壓力容器等。

電弧焊

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一種強(qiáng)烈而持久的氣體放電現(xiàn)象，正負(fù)電極間具有一定的電壓，而且兩電極間的氣體介質(zhì)應(yīng)處在電離狀態(tài)。引燃焊接電弧時(shí)，通常是將兩電極（一極為工件，另一極為填充金屬絲或焊條）接通電源，短暫接觸并迅速分離，兩極相互接觸時(shí)發(fā)生短路，形成電弧。這種方式稱為接觸引弧。電弧形成后，只要電源保持兩極之間一定的電位差，即可維持電弧的燃燒。

電弧特點(diǎn)：

電壓低、電流大、溫度高、能量密度大、移動(dòng)性好等，一般20～30V的電壓即可維持電弧的穩(wěn)定燃燒，而電弧中的電流可以從幾十安培到幾千安培以滿足不同工件的焊接要求，電弧的溫度可達(dá)5000K以上，可以熔化各種金屬。