激光焊接機(jī)焊接容易產(chǎn)生的焊縫缺陷

?激光焊接焊縫缺陷

?激光焊焊縫的缺陷有多種，有由焊縫對氣體的吸人引起的焊縫氣孔；有由組織應(yīng)力和熱應(yīng)力引起的裂紋；還有由于零件的配合精度不夠造成的接頭表面高低不平、扭曲變形等。這里只對氣孔和裂紋進(jìn)行討論。

? ?(1)氣孔 ?氣孔是焊縫金屬在凝固過程中捕獲氣體所引起的。激光焊時(shí)焊縫金屬的冷卻速度較常規(guī)焊接快得多，因此氣體就不容易從焊縫中逸出，激光焊接機(jī)生產(chǎn)廠家，滯留在焊縫中形成氣孔。

? ?激光焊接機(jī)焊接氣孔形成原因如下：

? ?l)材料本身含有一定量的氣體，例如，鋼中通常含有煉鋼時(shí)遺留下來的氧或其它氣體。

? ?2)低熔點(diǎn)金屬的強(qiáng)烈汽化，如鍍鋅鋼板表層的鋅或者是母材中某些元素的汽化。

? ?3)熔池中進(jìn)入了空氣。

? ?4)焊件表面的油、銹、水分和油漆等物質(zhì)進(jìn)入了焊縫。

? ?很明顯，母材的高純度、合適的接頭形式、保護(hù)氣體的正確使用及焊前焊件表面的清理，都自利于減少焊縫氣孔。外觀呈球形，直徑小于0．2mm的較小氣孔在一般焊縫中也常出現(xiàn)，數(shù)量少時(shí)不一定就構(gòu)成危害，但數(shù)量多時(shí)會使焊縫載面積減小，降低焊縫的抗拉強(qiáng)度。氣孔均勻分布時(shí)，危害程度會小一些。氫是鋼中的有害氣體，由于激光焊的焊接速度較快，所以小利于氫氣從焊縫中逸出。深熔焊接時(shí)焊縫氣體較難排出，易出現(xiàn)氣孔。若采用穿透熔化激光焊、低焊接速度和焊后熱處理等方法，可減少焊縫氣孔。

? ?2)結(jié)晶裂紋 ?結(jié)晶裂紋通常在合金的固相線以上溫度發(fā)生。激光焊焊縫中的熔化金屬在液一固相線之間結(jié)晶及生長，金屬由液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變會發(fā)生體積收縮，產(chǎn)生收縮應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋，其生成部位通常是焊縫的最后凝固區(qū)。一般說來，激光焊焊縫的液態(tài)金屬較難充分凝固，所以內(nèi)底力通常較一般焊接大，形成裂紋的傾向也就大一些。對于鋼鐵材料，半熔化區(qū)中的固態(tài)組織中含有大量奧氏體，激光焊縫的冷卻速度快，足以使奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，這種組織應(yīng)力會增加裂紋產(chǎn)生傾向。裂紋常起源于低熔點(diǎn)共晶。激光焊接機(jī)焊縫中的s、P和B元素會增加裂紋形成傾向，而添加適量的Mn可抑制裂紋的產(chǎn)生。另外，激光焊接機(jī)焊件的精密配合，減少應(yīng)力集中的合理接頭設(shè)計(jì)，以及采用焊前或焊后熱處理等，也能收到減少裂紋的效果。

激光焊接熱傳導(dǎo)理論對焊接質(zhì)量影響

? 激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，使金屬熔化形成焊接。在激光與金屬的相互作用過程中，金屬熔化但為其中一種物理現(xiàn)象。有時(shí)，光能并非主要轉(zhuǎn)化為金屬熔化，面以其它形式表現(xiàn)出來，如汽化、等離子體形成等。然而，要實(shí)現(xiàn)良好的熔融焊接，必須使金屬熔化成為能量轉(zhuǎn)換的主要形式。為此，必頹了解激光與金屬相互作用中所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與散光參數(shù)的關(guān)系，從而通過控制激光參數(shù)，使激光能量絕大部分轉(zhuǎn)換為金屬熔化的能量，達(dá)到焊接日的。

? ?高強(qiáng)度激光束與金屬柑[作用過程相當(dāng)復(fù)雜，但對于大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用，因能量密度低于103一109w/cm2，激光作用時(shí)間遠(yuǎn)大于l0-9s，則激光與金屬相互作用過程主要涉及光的反射、光的吸收，熱傳導(dǎo)及物質(zhì)的傳導(dǎo)．由于輻射至材料表面的功率密度較骶，光能量僅被表層吸收，不產(chǎn)生非線性或小孔效應(yīng)，即光的穿透探。

? ?當(dāng)光穿透微米量級后，光強(qiáng)已趨于零。材料內(nèi)部加熱以傳導(dǎo)方式進(jìn)行。當(dāng)表面溫度達(dá)到熔點(diǎn)，

材料表面熔化且熔化波前向材料內(nèi)部穩(wěn)定傳播，其傳播速度與擻光功率密度、材料的液相和固相熱力學(xué)參數(shù)有關(guān)，激光焊接機(jī)生產(chǎn)廠家，常用熱傳導(dǎo)方程描述，通過求出材料中溫度場的分布·則可獲得熔池形狀、熱影響區(qū)等有用的參數(shù)。

? ?通常在材料加熱過程的理論分析中，求解某特定邊界條件下偏微分方程的解析解是十分困難的，為集中解決傳熱過程的本質(zhì)，需作一些假設(shè)，有時(shí)只能通過計(jì)算機(jī)求礙數(shù)值解。

模塑料激光焊接機(jī)替代傳統(tǒng)加工方法

? 激光焊接在航天航空、汽車工業(yè)、電子封裝、粉末冶金及生物醫(yī)學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用。電機(jī)作為新能源汽車的核心部件，在其制造領(lǐng)域中，焊接試件要求焊接強(qiáng)度高、熱影響區(qū)小、焊接精密程度高、焊接操作空間角度有限制，激光焊接機(jī)生產(chǎn)廠家，與傳統(tǒng)焊接方法相比，激光焊接優(yōu)勢明顯，應(yīng)用將會越來越廣泛。

? 在往常的工作中，用于激光焊接的模塑料通常擁有較低的激光透過率，導(dǎo)致存在焊接強(qiáng)度和防水特性方面的問題。為了解決這些問題，我們已實(shí)現(xiàn)聚對笨二甲酸丁二chun酯模塑料的商業(yè)化，其具備業(yè)界較高*1的激光透過率和優(yōu)越的焊接強(qiáng)度及防水特性。有了這些模塑料，可以使用激光焊接代替現(xiàn)有的加工方法，因此，激光焊接機(jī)，當(dāng)將它們應(yīng)用于汽車零部件時(shí)，可以增強(qiáng)長期可靠性和設(shè)計(jì)的靈活性。

適用激光焊接機(jī)這些模塑料具有以下特點(diǎn)：

1.卓越的耐水解性可保證小到大型汽車零部件所需的耐水性。

高溫高濕儲存測試*3之后具備較高的強(qiáng)度保留率：94%（我們的傳統(tǒng)產(chǎn)品*2為50%）

*1:截至2016年2月12日，就用于激光焊接的聚對笨二甲酸丁二chun酯模塑料而言（根據(jù)松下數(shù)據(jù)）

*2:我們傳統(tǒng)的聚對笨二甲酸丁二chun酯模塑料 　

*3:在85℃的溫度和85%的濕度下 1，000個(gè)小時(shí)之后

*4:溫度范圍：-40℃–100℃

2.采用低翹曲模制件，可確保穩(wěn)定的質(zhì)量和性能，有助于增強(qiáng)汽車零部件設(shè)計(jì)的靈活性。

翹曲：0.5mm或以下（我們的傳統(tǒng)產(chǎn)品*2為2.3mm，其為傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/4）

3.業(yè)界高*1的激光透過率，可實(shí)現(xiàn)較高的焊接強(qiáng)度并且有助于汽車零部件的長期可靠性。

激光透過率：72%（我們的傳統(tǒng)產(chǎn)品*2激光透過率為52%）

高溫高濕儲存測試*3或溫度循環(huán)測試*4之后，在水中氣壓(3 atm)下未發(fā)現(xiàn)漏氣。

? ?激光焊接自動(dòng)化程度高，可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，焊接速度快，功效高，可方便的進(jìn)行任何復(fù)雜形狀的焊接，從而使得激光焊接生產(chǎn)效率很高，并且加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，可以獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。聚對笨二甲酸丁二chun酯模塑料的激光焊是一項(xiàng)有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的突破。

天津市激光技術(shù)研究所成立于1975年10月，是國有獨(dú)資科技型企業(yè)，隸屬于天津市科學(xué)技術(shù)，是天津市的專門從事光電子、激光技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)的科研單位。我所始終堅(jiān)持以市場為導(dǎo)向，堅(jiān)持科技創(chuàng)新、開發(fā)新產(chǎn)品，先后通過ISO9000質(zhì)量體系管理認(rèn)證、高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)定、天津市光電子孵化器市級認(rèn)定并完成天津市激光技術(shù)工程中心的組建。建所以來承擔(dān)了國家及天津市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目200多項(xiàng)，獲國家發(fā)明、實(shí)用新型專利幾十項(xiàng)，獲國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、市級科技進(jìn)步獎(jiǎng)20余項(xiàng)，先后研發(fā)出中、高功率光纖激光切割機(jī)系列、石油割縫篩管、中小功率激光加工機(jī)、等離子數(shù)控激光加工機(jī)、數(shù)控激光標(biāo)線器系列、染料片Q開關(guān)組件等幾十個(gè)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的科技產(chǎn)品。