小孔效应与等离子体对金属激光焊接的影响
在金属激光焊接过程中,小孔的出现可以大大提高材料对激光的吸收率,焊接可以获得更多的能量,而铝元素以及金属中的Mg、Zn、Li沸点低、易蒸发且蒸汽压大,虽然这有助于小孔的形成,但等离子体的冷却作用(等离子体对能量的屏蔽和吸收,减少了激光对母材的能量输入)使得等离子体本身'过热',却阻碍了小孔维持连续存在,容易产生气孔等焊接缺陷,从而影
方通机架加工厂
小孔效应与等离子体对金属激光焊接的影响
在金属激光焊接过程中,小孔的出现可以大大提高材料对激光的吸收率,焊接可以获得更多的能量,而铝元素以及金属中的Mg、Zn、Li沸点低、易蒸发且蒸汽压大,虽然这有助于小孔的形成,但等离子体的冷却作用(等离子体对能量的屏蔽和吸收,减少了激光对母材的能量输入)使得等离子体本身'过热',却阻碍了小孔维持连续存在,容易产生气孔等焊接缺陷,从而影响焊接成形和接头的力学性能,所以小孔的诱导和稳定成为保证激光焊接质量的一个重点。
因为金属的高反射性和高导热性,要诱导小孔的形成就需要激光有更高的能量密度。能量密度阈值的高低本质上受其合金成分的控制,因此可以通过控制工艺参数,选择确定激光功率保证合适的热输入量来获得稳定的焊接过程。另外,能量密度阈值一定程度上还受到保护气体种类的影响。例如,激光焊接金属时使用N2气时可较容易地诱导出小孔,而使用He气则不能诱导出小孔。这是因为N2和Al之间可发生放热反应,生成的Al-N-O三元化合物提高了对激光吸收率。
弧焊接分两种,一种是手工弧焊接,另一种是自动弧焊接,关于手工弧焊接来说,是左右手同时动作配合的过程,为得到高质量的焊接圆环,手工弧焊接不只在操作手法上,而且焊接前后工件、配备以及气维护上都有一些留意事项,详细弧焊接留意事项如下:
(1)钣金圆环在正式焊接前,要将每个定位焊接处用钢丝刷打光,或用、酒精等液体擦净焊件及焊丝,确保无污物。
(2)通常壁厚小于2.0mm的圆环可焊透,焊接处无需打坡口,但其截面须清洁、刺,去掉毛刺和减少外表粗糙度可大大减少气孔的产生;而关于需打坡口的圆环,采用机械办法去毛刺及打磨外表时,应避免金属屑、砂轮粉尘和金属丝刷等物质落入坡口间隙中。
(3)钣金圆环对接处需点焊定位,不能有上下或左右错边、开缝等现象。
(4)焊接前用气吹焊枪及维护安装,在焊接时应提早5~10s送气,以使焊接处无空气残留,此外,在熄弧时应再通气5~10s以避免空气进入热的焊缝。
(5)选择焊接电流很重要,应选弧焊接工艺参数规则中中值焊接电流和偏小的焊接速度先在试片上试焊,调整好参数,肯定焊接效果良好前方可正式焊接。
(6)在焊接时,参加引弧板和引出板,留意起弧和收弧的位置,不应在拐角的位置起、收弧。
(7)焊丝送料要有节拍,采用焊丝距溶池端面一定高度导入,使焊丝凝结后不直接进入溶池,而是在电弧区降落,起到熔滴净化去气作用,可明显减少气孔。
(8)焊接过程不要中途停焊,停焊产生裂纹的可能性大为增加,尽可能的一次焊完一条焊缝,减少接头缺陷,断弧后要继续通气维护直到圆环冷却到400℃以下。
(9)焊接时正面恰当加大气流量,反面同时通充足的气维护,确保焊缝成形良好。
(10)采用高纯度的气;局焊接加工及运输过程中严禁赤手触摸零件,戴清洁的脱脂手套以避免人为污染或、灼伤;焊后工件需做荧光及热处置,发现焊接缺陷应及时返工补焊。
防碍和阻止异种金属构造的运用和开展主要表如今以下几个方面:
(1)在室温下,异种金属焊接加工接头区的机械性能普通优于被焊母材的性能,但高温下或高温长期运转后,接头区的性能劣于母材。
(2)在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区,该区韧性较低,是一个高硬度脆性层,也是招致构件失效毁坏的单薄区,它会降低焊接构造的运用牢靠性。
(3)焊后热处置或高温运转过程中碳迁移会招致在熔合线两侧分别构成增碳层和脱碳层。普通以为脱碳层由于碳的减少而招致该区域组织、性能发作较大变化,从而使得该区域容易在退役过程中发作早期失效。很多退役中的高温管线或者实验中的高温管线的失效部位都集中在脱碳层。
(4)失效与时间,温度和交变应力等条件有关。
(5)焊后热处置不能消弭接头区的剩余应力散布。
(6)化学成分的不平均性。
异种金属焊接加工的时分,由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有着明显的差异,焊接过程中,母材和焊材都会凝结并互相混合,混合的平均水平随着焊接工艺的改动而改动,而且焊接接头不同的位置,混合平均水平也有很大差别,这就形成了焊接接头化学成分的不平均性。
(7)金相组织的不平均性。
由于焊接接头化学成分的不连续,阅历了焊接热循环后,焊接接头各个区域呈现不同的组织,常常在某些区域呈现极端复杂的组织构造。
(8)性能的不连续性。
焊接接头的化学成分和金相组织的差别,带来了焊接接头力学性能的不同。沿焊接接头的各个区域强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变、耐久性能都有很大差异。这种显著的不平均性使得焊接接头不同区域在相同的条件下,表现出来的行为有很大的差别,呈现弱化区域和强化区域,特别是在高温的条件下,异种金属焊接加工接头在退役过程中经常呈现早期失效。

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