激光填絲焊的妙用

來源:銳科激光-銳課堂    關鍵詞:激光填絲焊, 妙用, 焊接工藝,    發布時間:2019-10-08

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激光填絲焊

相比于傳統焊接方法,激光焊接具有顯著的優勢——熱輸入低、焊接速度快、熱影響區小、熱變形小等,近年來激光焊接得到了廣泛的使用,在汽車工業、船舶工業、核電工業、航天航空工業等高科技行業應用的越來越廣泛,而且隨著成套設備成本的降低,在日常五金用品及其它生活相關領域的應用開始迅速增長。

為了適應各行業發展的需求,激光焊接的方式方法也有改良進步。激光填絲焊因其焊接能量集中、變形小等特點,可以降低對接焊時的間隙裕度,減少焊接缺陷,成為軌道交通和汽車行業內,有效替代傳統電弧焊的焊接方式。

本期【Rayclass | 銳課堂】就帶您來認識一下激光填絲焊接的妙用。

激光填絲焊時,激光器一般選用高功率光纖激光器。

激光不僅需要焊絲,還需要熔化母材并在母材上形成激光深熔焊特有的小孔效應,形成較深的熔池,焊絲成分與母材金屬成分充分混合形成一種新的混合熔池,該混合熔池的元素成分及其比例、質量相對于焊絲與母材有較大的差別,所以可以針對母材本身的性能缺陷,選擇合適的焊絲添加到焊接過程中,從而在微觀層面上對焊縫的抗裂性、抗疲勞性、耐蝕性、耐磨性等方面進行有目的性的改善。

除此之外,激光填絲焊可以進行多道堆疊焊接,因為能夠實現具有小孔效應的深熔焊,可以實現上下兩層焊道的充分熔合,避免未熔合的嚴重缺陷,這樣就具備焊接大厚度接頭的能力。

隨著激光填絲焊技術的發展以及激光器功率上限的提高,激光填絲焊的應用范圍越來越廣泛:

 

激光填絲焊的應用領域

1激光填絲焊接鋁合金

2激光填絲焊接異種金屬

3改善焊縫成型

4窄間隙填絲焊

其中,針對改善焊縫成型和窄間隙填絲焊這兩個應用,我們用實際應用案例來看看激光填絲焊的效果。

 

改善焊縫成型

要求:1mm和3mm不銹鋼拼焊,要求焊縫無氣孔,成型較好。

設備:銳科4000W連續光纖激光器(光纖芯徑200μm)、送絲機、焊接頭。

工藝參數:如下表所示。

結果:成型較好,焊縫無氣孔,如下圖所示的焊縫成型及橫截面形貌。

 

a. 1mm+1mm

 

b. 1mm+3mm

 

c. 3mm+3mm

窄間隙激光填絲多道焊接

要求:18mm厚的Q345船用鋼板拼焊,要求焊縫氣孔較少,沒有未熔合,接頭抗拉強度高于母材,焊縫成型較好。

設備:銳科6000W連續光纖激光器(光纖芯徑400μm)、送絲機、焊接頭。

工藝參數:焊道必須開坡口,坡口尺寸如下圖所示。

其他焊接工藝參數如下表所示。

結果:成型較好,沒有出現未熔合,焊縫基本無氣孔,如下圖所示,并且經過拉伸試驗證明,焊縫斷裂在母材,說明接頭抗拉強度高于母材。

焊縫橫截面金相圖

【Rayclass | 銳課堂】TIPS

針對常用材料的對接接頭激光填絲焊,為了改善焊縫成型,一般推薦激光器及光纖芯徑、焊接頭配置應當保證聚焦光斑直徑為0.4mm~0.6mm之間,并且焊絲應當選擇適當的牌號。

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