激光焊接機怎么控制焊接氣孔?
由激光焊氣孔產(chǎn)品的原理可知,采用合適的刀頭配方、燒結工藝及激光焊焊接參數是可以控制氣孔的產(chǎn)生的。
1.改善刀頭配方。由于刀頭是粉末冶金材料,不可避免地存在孔隙,且極易吸附空氣中的水分,還有內含的揮發(fā)性的填充物,這些都會(huì )使其焊接時(shí)出現氣孔,嚴重時(shí)氣孔連成片成為孔洞,從而大大降低焊縫的強度,影響外觀(guān)質(zhì)量。在試驗中我們發(fā)現,加人一定的合金元素能有效地去除氣孔,Mn、Si、Ti、Al等與O親和力強的合金元素在焊接過(guò)程中能有效地去除O,減少氣孔和孔洞傾向,顯著(zhù)提高激光焊接機焊縫的強度。這一方面是因為這些元素與燒結刀頭中的氧元素發(fā)生反應,降低了氣孔傾向,增加了焊縫有效承載面積;另一方面是因為在焊縫結晶組織中產(chǎn)生了固溶強化、細化晶粒的結果。優(yōu)化燒結工藝,提高工件的致密性,減少材料內部孔隙,從而減少吸附氣體,這也是減少氣孔的有效途徑。
2.改進(jìn)刀頭燒結工藝。刀頭燒結工藝對刀頭性能及隨后的焊接性能都有很大的影響,致密而力學(xué)性能較好的刃頭較疏松而力學(xué)性能差的刀頭在相同的條件下有更好的焊接性。刀頭的性能不僅與中間過(guò)渡相、骨架有關(guān),還與缺陷有關(guān)。在材料一定時(shí),要使刀頭性能優(yōu)良,關(guān)鍵在于設法消除和減少其內部相結構中的孔隙,這可用增大合成壓力、選擇理想的燒結條件以改善粉末的收編過(guò)程、用凈化和細化的粉末等方法來(lái)達到目的。
隨著(zhù)壓力和燒結沮度的提高,粉末體孔隙由大到小,孔隙數且由多到少,孔隙由連通孔隙變化到封閉孔隙,刀頭密度增加,粉末穎較間作用面積不斷增大,粉末顆粒較之間不斷咬合形成很強的粉末穎較間結合力,從而使刀頭的硬度、強度增大,具有較好的力學(xué)性能??紫兜目s小、粉末間的相互擴散、相互作用是需要一定時(shí)間的。在試驗中我們發(fā)現,保沮時(shí)間太短,刀頭很難滿(mǎn)足焊接要求.但保溫時(shí)間太長(cháng),生產(chǎn)率低,成本加大。此外,保沮壓力也有很重要的影響。在理論上,保溫壓力越大,刀頭的密度越高.但是受石墨模具的限制.過(guò)大的壓力將使石墨模具的壽命變短甚至扭壞,刀頭的密度是不能達到理論值的,刀頭內不可避免地存在孔隙。因此,選擇合適的壓力、燒結溫度、保沮時(shí)間、粉末混合時(shí)間等是保證刀頭致密和均勻的重要條件,也是保證有良好焊接性能的前提。
刀頭燒結后,必須經(jīng)過(guò)一系列的后續處理,否則也會(huì )影響鋸片的焊接性能。首先,刀頭燒結后必須保證在24h之內焊接,放置時(shí)間太長(cháng),刀頭就容易吸收空氣中的水分而受潮,同時(shí)也容易氧化變質(zhì),激光焊接機焊接時(shí)容易出現連續氣孔和夾渣現象,從而嚴重影響焊縫外表美觀(guān)和焊縫強度;其次,刀頭燒結后不可避免地帶有飛邊,焊接前一定要把飛邊清理,否則由于飛邊的存在,會(huì )使刀頭因擺放不好而造成刀頭焊偏、焊縫夾渣等現象;最后,燒結后的刀頭,其弧度與鋸片基體的弧度有一定的差別,同時(shí)刀頭焊接部位也可能因燒結而產(chǎn)生了一定程度的氧化,所以必須磨削以去除氧化層,同時(shí)使焊接部位的弧度與基體一致,以保證激光焊時(shí)不會(huì )因弧度不一致而造成漏焊或因夾帶氧化物而形成夾渣或氣孔等。
3.經(jīng)過(guò)近兩年的焊接性試驗研究,星鴻藝研究中心認為影響焊接性的主要因素是氣孔率、熱愉人大小和未焊透的情況,焊接性好的合理條件是:熱輸入應高于0.8kJ/m ,深寬比應大于0.9,焊接金屬處的氣孔率應小于20%。
激光功率和焊接速度對氣孔的影響很大。研究氣孔數量和激光功率大小的關(guān)系表明,隨著(zhù)激光功率的增加,氣孔數增加。據推側,功率增加使熔化金屬被加熱到很高溫度,產(chǎn)生金屬蒸氣,使熔池中液體金屬變得不穩定產(chǎn)生湍流。通過(guò)降低激光功率提高激光焊接機焊接速度可減少金屬蒸氣的形成,從而抑制氣孔的形成。