小孔效應(yīng)與等離子體對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(等離子體對能量的屏蔽和吸收，減少了激光對母材的能量輸入)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)量的一個重點。

因為金屬的高反射性和高導(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氣體種類的影響。例如，激光焊接金屬時使用N2氣時可較容易地誘導(dǎo)出小孔,而使用He氣則不能誘導(dǎo)出小孔。這是因為N2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激光吸收率。

鑄鐵焊接加工留意事項：

1、電弧的長度：電弧的長度與焊條涂料品種和藥皮厚度有關(guān)系。但都應(yīng)盡可能采取短弧，是低氫焊條。電弧長可能形成氣孔。短弧可防止大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬，構(gòu)成氧化物等不良雜質(zhì)而影響焊縫質(zhì)量。

2、焊接速度：適合的焊接速度是以焊條直徑、涂料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、構(gòu)造開頭號條件有其相應(yīng)變化，不能作出規(guī)范的規(guī)則。堅持適合的焊接速度，熔渣能很好的掩蓋著熔潭。使熔潭內(nèi)的各種雜質(zhì)和氣體有充沛浮出時間，防止構(gòu)成焊縫的夾渣和氣孔。在焊接時如運棒速度太快，焊接部位冷卻時，收縮應(yīng)力會增大，使焊縫產(chǎn)生裂痕。

3、焊絲選用的要點：焊絲的選擇要依據(jù)被焊鋼材品種、焊接部件的質(zhì)量請求、焊接施工條件、本錢等綜合思索。焊絲選用要思索的問題如下：依據(jù)被焊構(gòu)造的鋼種選擇焊絲，關(guān)于碳鋼及低合金高強鋼，主要是按“等強匹配”的準繩，選擇滿足力學(xué)性能請求的焊絲。關(guān)于耐熱鋼和耐候鋼，主要是偏重思索焊縫金屬與母材化學(xué)成分的分歧類似，以滿足耐熱性和耐腐蝕性等方面的請求。

4、依據(jù)被焊部件的質(zhì)量請求(是沖擊韌性)選擇焊絲與焊接條件、坡口外形、維護氣體混合比等工藝條件有關(guān)，要在確保焊接接頭性能的前提下，選擇到達大焊接效率及降低焊接本錢的焊接資料。

真空電子束焊的優(yōu)點：

（1）電子束能量密度大，可達5×108W/cm2，約為普通電弧的5000～10000倍，熱量集中，熱，熱影響區(qū)小，焊縫窄而深，焊接變形。

（2）在真空環(huán)境下焊接，金屬不與氣相作用，接頭強度高。

（3）電子束焦點半徑可調(diào)節(jié)范圍大，控制靈活，適應(yīng)性強，可焊接0.05mm的薄件，也可焊接200～700mm的厚板。

應(yīng)用：特別適合焊接一些難熔金屬、活性或高純度金屬以及熱敏感性強的金屬。但設(shè)備復(fù)雜，成本高，焊件尺寸受真空室限制，裝配精度要求高，且易激發(fā)X射線，焊接輔助時間長，生產(chǎn)率低，這些弱點都限制了電子束焊的廣泛應(yīng)用。