如何提高铝合金激光焊接质量
采用双光斑激光焊接可以明显提高孔隙率,主要是因为采用双光束焊接时,两束光形成一个比较大的小孔,提高了小孔的稳定性,有利于气体的逸出;与串联双束焊接相比,采用并联双束焊接时,熔池内部的温度梯度较小,减缓了液态金属的凝固速度,延长了气泡的逸出时间,有利于减少气孔倾向。平行双光束激光焊接还可以提高送丝的稳定性,有利于稳定焊接质量。
与铝合金的激光自熔焊接相比,激光填丝焊接可以获得更好的成型。激光填丝焊可以兼容激光焊接的高能量密度和填丝焊的高架桥能力,对于有一定间隙的焊缝可以保证良好的成型效果。而且通过选择不同的填充材料,可以对母材进行不同的化学冶金,起到补充和强化某些合金元素的作用。
采用激光复合焊接,通过激光和电弧的结合,可以有效地消除激光焊接形成的等离子体的影响。通过调整灯丝间距、吹气、焊枪角度等参数。对于厚板,没有坡口或只有小坡口也能形成良好焊缝。
使用大功率激光头可以稳定焊接质量。随着激光加工的深入发展,功能越来越强大的激光头迅速得到应用。目前激光头可以在一定范围内上下左右浮动,不改变光斑大小,不影响光纤的匹配,非常有利于大批量生产和应用,可以改善材料加工引起的少量尺寸偏差造成的焊接缺陷。
合适的焊接工艺参数可以保证焊接质量。铝合金激光填丝焊接中激光功率与焊接速度的最佳参数范围关系:激光功率与焊接速度的最佳匹配参数曲线呈线性上升,斜率基本保持不变。对于每一个给定的激光功率值,都有一个与优化参数曲线相对应的优化焊接速度,焊接速度可以在一定范围内变化,仍能获得成形质量良好的焊缝,属于焊接稳定区。在一定的功率值下,焊接速度过高时,热输入变小,铝合金板无法穿透。此时,如果焊接速度过高,就会超出稳定区的范围,属于未焊透区。当焊接速度过低,热输入过大时,熔池塌陷严重,此时属于熔池塌陷区。为了获得稳定的焊缝成形,需要匹配合适的焊接工艺参数。