目前工業(yè)制造中,有色金屬的消耗量紫銅排行第二,僅次于鋁。紫銅在建筑工業(yè)、電氣、機(jī)械制造等行業(yè)都有著廣泛應(yīng)用。紫銅有著良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,極好的塑性,易于熱壓和冷壓力加工,隨著生產(chǎn)需求的不斷提升,紫銅的應(yīng)用也逐漸被擴(kuò)展。
激光焊接具有能量密度大、熔化金屬量少、熱影響區(qū)窄,以及焊接質(zhì)量高和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用于紫銅焊接可以有效提高生產(chǎn)效率,逐漸被越來越多的行業(yè)選擇。但由于高反材料對(duì)光纖激光的吸收率較低,所以加工難度也較大,這對(duì)激光光源也有著更多的要求。
紫銅焊接容易出現(xiàn)的問題:
(1)難融合和易變性:由于紫銅的導(dǎo)熱系數(shù)比較大,焊接時(shí)熱量傳輸速度很快,焊接件整體的熱影響區(qū)也大,很難將材料融合在一起;又由于紫銅的線膨脹系數(shù)很大,焊接受熱時(shí),夾具夾緊力度不當(dāng)都會(huì)使材料發(fā)生變形。
?。?)易出現(xiàn)氣孔:紫銅焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生的另一個(gè)重要問題是氣孔,尤其是深熔焊接時(shí)更嚴(yán)重。氣孔的產(chǎn)生主要是兩種情況導(dǎo)致的,一種是氫元素溶解在紫銅中而直接產(chǎn)生的擴(kuò)散性氣孔,另外一種是氧化還原反應(yīng)帶來的反應(yīng)氣孔。
解決辦法:
室溫下紫銅對(duì)紅外激光的吸收率約為5%,加熱到熔點(diǎn)附近后吸收率能夠達(dá)到20%左右,要實(shí)現(xiàn)紫銅的激光深熔焊接,就必須提高激光功率密度。
采用高功率的激光器再配合擺動(dòng)焊接頭,在深熔焊接時(shí)用光束攪動(dòng)熔池、擴(kuò)大匙孔,益于氣體溢出,使焊接過程更穩(wěn)定,飛濺更少,焊后微氣孔更少。
焊接技巧:
?。?)焊接時(shí)焊接頭的角度傾斜,以防止長(zhǎng)期回反光損傷激光器。
(2)激光的功率一定要達(dá)到紫銅的吸收值防止光被反射。
?。?)激光器小芯徑能量密度比集中易達(dá)到紫銅的吸收值。
?。?)擺動(dòng)焊接可提升焊接的表面質(zhì)量。
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