清溪激光焊接加工時鋁合金需要注意哪些要點?鋁合金作為目前工業(yè)市場上最為常見的輕金屬之一,具有高強度、耐腐蝕、低密度等優(yōu)點,在汽車、新能源、航空航天的行業(yè)得到廣泛應用。
激光焊接是目前鋁合金加工的主要方式之一,相比其他焊接方法,激光焊接具有加熱集中、熱損傷小、焊縫深寬比大、焊接變形小等優(yōu)勢。同時,激光加工易于自動化、集成化、敏捷化、柔性化,可以在批量生產(chǎn)環(huán)境下實現(xiàn)快速高精度焊接,特別適合復雜結構的高精度焊接。
不過,由于鋁合金本身帶有的低沸點、低激光吸收率、高導熱率、高膨脹系數(shù)等特性,會使得激光加工過程中出現(xiàn)種種難以預料的問題,包括氣孔、熱裂紋等。這些問題會削弱焊縫的致密性、減少有效焊接面積、降低焊接質量,因此,在激光焊接鋁合金的加工過程中,必須注意關鍵環(huán)節(jié)以及關鍵參數(shù)是否存在錯誤。
焊接前的表面處理
鋁合金材料表面如果存在油漬或灰塵等污染物,會極大影響激光加工的質量,因此,在存放環(huán)境不干凈的情況下,需要判斷是否有必要對原材料進行表面清潔工作。
常用的表面處理方法有物理處理和化學處理兩種,物理方法就不贅述了,化學方法主要是用金屬清洗劑進行清洗,然后經(jīng)過水洗干燥即可,如果有難以祛除的污染,則可以在這個過程中加入酸洗或堿洗。
正確的焊接工藝參數(shù)
激光焊接主要工藝參數(shù)有激光功率、光束焦斑、材料吸收值、焊接速度等。以激光功率為例,激光焊接存在一個能量密度閾值,只有當達到或超過這個閾值時,等離子體才會產(chǎn)生,激光焊接才能平穩(wěn)有效運行。
所以說,正確的焊接工藝參數(shù)對于激光焊接而言同樣十分重要,目前的激光焊接正在向全面智能化發(fā)展,其配備的運動控制系統(tǒng)也可以有效解決大部分問題,但使用之前,還是需要認真核對,避免出現(xiàn)參數(shù)錯誤。
保護氣體
保護氣體直接關乎焊接質量和焊接效率,鋁合金焊接一般選用惰性氣體來保護熔池,比如氬、氦等。氬氣較為便宜,密度也大,保護效果很好,使用氬氣的焊接面會比氦氣更加光滑;但氬氣會屏蔽部分光束,降低能量密度,從而影響激光焊接的有效功率。氦氣不易電離,對光束影響最小,是效率最高的保護氣體,不過相較氬氣和,氦氣價格更貴。
另外需要注意的是,保護氣體的氣流量也是關鍵因素之一,氣流量過小,則會導致焊接產(chǎn)生的等離子無法吹走,影響熔池穩(wěn)定;氣流量過大,則會令部分保護氣體被吹進熔池,產(chǎn)生氣孔;只有合適的氣流量,才能減少氣孔的產(chǎn)生,保證激光焊接的質量。