高功率激光焊接头之铝合金焊接

2019-03-27 10:29:54 金晓


铝合金由于其重量轻,比强度高,耐腐蚀性好,无磁性,成型性好,低温性能好等特点,广泛应用于各种焊接结构产品中。铝合金用于替代钢板材料进行焊接,结构重量可减少50%以上。目前,它广泛应用于航空,航天,汽车,动力电池,机械制造,船舶,化工和日用品。但是;铝的焊接就离不开激光焊接头的焊接工艺。

铝合金激光焊接头焊接技术是近十年来发展起来的一项新技术。与传统焊接头焊接技术相比,具有功能强,可靠性高,无需真空条件,效率高等特点。它具有功率密度高,总热输入低,熔化深度大,热输入相同,热影响区小,焊接变形小,速度快,工业自动化容易等优点,具有很大的应用优势。特别是铝合金的热处理。可以提高加工速度,大大减少热量输入,提高生产效率,提高焊接质量。焊接高强度大厚度铝合金时,传统的焊接头焊接方法不能同时完全焊接。然而,当激光头深熔焊接形成大的深度锁孔时,可以实现锁孔效应。

激光焊接头

激光焊接头焊接铝合金具有以下优点:

 (1)能量密度高,热输入低,热变形小,熔化区和热影响区窄,熔化深度大;

 (2)冷却速度快,焊接结构精细,接头性能好;

 (3)与接触焊接相比,激光焊接不使用电极,从而减少了工时和成本;

 (4)不需要电子束焊接时的真空气氛,可选择保护气体和压力,待被焊接工件的形状不受电磁影响,不产生X射线;

 (5)将金属材料焊接在密封的透明物体上;

 (6)激光头可以通过光纤长距离传输,使得过程自适应。通过与计算机和机械手的配合,实现焊接过程的自动化和精确控制。


铝合金激光焊接常见激光头的比较

目前,主要使用CO2激光器,YAG激光器和光纤激光器。CO2激光器功率大,适用于需要高功率的厚板焊接。然而,CO2激光束对铝合金表面的吸收率相对较小,导致焊接过程中的大量能量损失。WSX激光头通常具有相对较低的功率。 

WSX激光头在铝合金表面的吸收率相对高于CO2激光头。它可以通过光纤进行,适应性强,工艺布置简单。但是,wsx输出功率和光电转换功率都很低。光纤激光头体积小,运行成本低,使用寿命长,稳定性好,光束质量高等优点。同时,光纤激光头发出的光波长为1070 nm,吸收率更高,光电转换率是YAG激光头的10倍,焊接头速度快于YAG和CO2激光头。

激光焊接头

大功率激光焊接头设备的焊接技术是焊接头 - 铝合金的大趋势

铝合金激光焊接头作为一种高能量密度焊接工艺,可有效防止传统焊接工艺产生的缺陷,大大提高强度系数。低功率激光焊接头设备难以焊接厚铝合金板。同时,激光头光束在铝合金表面上的吸收率非常低,并且当要实现深熔焊接时存在阈值问题,因此该过程是困难的。

铝合金激光焊接头最具吸引力的特点是效率高。为了充分发挥这种高效率,必须应用于厚度大的深熔焊接。将大功率激光头用于大厚度的深熔焊接将是未来发展的必然趋势。



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