什麼材料不能激光焊接
⑴ 激光焊接都能焊接哪些材料
一:金屬材料的激光焊接
鋁合金的激光焊接
鋁及其鋁合至激光焊接的主要困難是它對10. 8pon波長的Co2激光束的反射率高。鋁是熱和電的良導體,高密度的自由電子使它成為光的良好反射體,起始表面反射率超過90%,也就是說,深熔焊必須在小千10%的輸人能量開始,這就要求很高的輸入功率以保證焊接開始時必需的功率密度,而一且小孔生成。它對光束的吸收率迅速提高,甚至可達到90%。從而使焊接過程順利進行。鋁及其合金焊接時。隨著溫度的升高,氫在鋁中的溶解度急劇增大,溶解千其中的氫成為焊縫的缺陷源。焊縫中多存在氣孔,深熔焊時根部可能出現空洞,焊道成形較差。
最近,汽車用銘合金的激光焊接受到關注,進行了許多探討,已對鋁合金車A凶州子了YAG激光焊。通常採用高Si的Al焊絲進行YAG激光焊接。利用3kW光纖傳送YAG激光對6 X X X系列的合金進行焊接,尤其探討了激光束的匹配問題,以及間隙許允度及重力的影響,向上、向下及橫向焊接都可以。其他,還進行了各種台金YAG激光的對接、搭接及I形接頭焊接試驗,比較了其焊接性及各種保護氣體下接頭的杭拉強度,進行了鑄造材和擠出材的YAG激光焊接,探討了氣孔生成及各種焊接條件的影響。
鎂合金的激光焊接
Mg合金密度比Al小36%,作為高比強材料受到關注。因此進行了脈沖YAG激光和連續C02激光焊接試驗,對於板厚1.8MM的AZ31B-H244合金(3.27%Al, 0.79%Zn)各種缺陷較少的最佳焊接條件為平均功率0.8kW, 5ms, 120Hz, 300mm/s,焦點尺寸0. 42mm,連續C02激光焊接獲得了良好的熔透焊縫。還測定了YAG激光焊接區的硬度分布,發現HAZ組織窄,幾乎沒有軟化。
鋼的激光焊接
(1)低合金高強度鋼
低合金高強度鋼的激光焊接,只要所選擇的焊接參數適當,就可以得到與母材力學性能相當的接頭。HY-130鋼是一種典型的低合金高強
度鋼『經過調質處理,它具有很高的強度和較高的抗裂性。用常規焊接方法焊,其焊縫和HAZ組織是粗晶、部分細晶及原始組織的棍合體,接頭的韌性和擾裂性與母材相比要差得多,而且焊態下焊縫和HAZ金屬組織對冷裂紋特別敏感。激光焊焊接接頭不僅具有高的強度,而且其有良好的韌性和良好的抗裂性。其有以下原因。
①激光焊焊縫細、HAZ姐織窄。在沖擊試驗時,裂故並不沿焊縫砌I AZ姐織擴展,常常是擴展進母材。沖擊斷口的掃描電鏡觀察充分說明了這一點,斷口上大部分區域是未受熱影響的母材,因此整個接頭的抗裂性,實際上很大一部分是由母材所提供的。
②從接頭的硬度和顯微硬度的分布來看,激光焊其有較高的硬度和較陡的硬度梯度,這表明可能有較大的應力集中出現。但是,在硬度較高的區域。正對應於細小的組織。高的硬度和細小的組織的共生效應使得接頭既有高的強度,又有足夠的韌性。
③激光焊焊縫HAZ組織主要為馬氏體,這是由干它的焊接速度高、熱輸入小所造成的。HY-130鋼中碳的質量分數很小(約0.1%)。焊接過程中由於冷卻速度快,形成低碳馬氏體,這種組織的練合性能優於捍條電弧焊和熔化極氣體保護焊中產生的針狀鐵素體和馬氏體的混合物。再加上晶粒細小得多,接頭性能無疑是優良的。
④HY-130激光焊時,焊桔中的有害元素大大減少,產生了凈化效應,提高了接頭的韌性。
(2)不銹鋼
奧氏體不銹鋼由於具有良好的抗腐蝕性,以及高溫和低溫韌性而獲得廣泛的應用。這類不銹鋼的特點是合金元素含量高,熱導性僅為低碳鋼的1/3,線膨脹系數大,為低碳鋼的1. 5倍。
對Ni-Cr系不銹鋼進行焊接時,材料具有很高的能量吸收率和熔化效率。用激光焊焊接時,由子焊接速度快,減輕了不銹鋼焊接時的過熱現象和線膨脹系數大的不良影響,焊縫無氣孔、夾雜等缺陷,接頭強度和母材相當。用小功率激光焊焊接薄板,可以獲得外觀上成形良好、焊縫平滑美觀的接頭。
不銹鋼的激光焊,可用於核電站中不銹鋼、核燃料包等的焊接,也可以用於化工等其他行業。
(3)碳素鋼
由於激光焊時的加熱速度和冷卻速度非常快,所以在焊接碳素鋼時。隨著含碳量的增加,焊接裂紋和缺口敏感性也會增加。
硅鋼
硅鋼片是一種應用廣泛的電磁材料,在軋制過程中為了保證生產線運行的連續性,需要對硅鋼薄片進行焊接,但硅鋼中Si的質量分數高(約3%李,Si對二Fe其有強烈的固深強化作用,使硅鋼的硬度、強度增加,塑性、韌性急劇下降,而且冷軋造成的加工硬化,使強度、硬度進一步增加。硅鋼的熱導率僅為純鐵的50%,熱敏性大,易發生過熱使晶粒長大,而且晶粒一旦長大,就很難通過熱處理使之細化。目前,工業中採用TIG焊,存在的主要問題是接頭脆化,焊態下接頭的反復彎曲次數低或者不能彎曲,因而不得不在焊後增加一道火焰退火工序。這樣既增加了工藝流程復雜性,也降低了生產效率。
銅及銅合金的焊接
銅及銅合金兵有優良的導電、導熱性能,冷、熱加工性良好,其有高的擾氧化性和較高的強度。在電氣、電子、動力、化工等工業部門中應用較廣。
(1)銅及銅合金的分類
銅及銅合金可分為紫銅、黃銅、青銅及白銅等。紫銅為銅含量不小於99.5%的工業純銅;普通黃銅是銅和鋅的二元合金,表面呈淡黃色;凡不以鋅、鎳為主要組成而以錫、鋁、硅等元素為主要組成的銅合金,稱為青銅;白銅為含鎳量50%的銅鎳合金。
(2)銅及銅合金的焊接性
焊接銅和銅合金易產生未熔合與未焊透。故應採用能量集中、大功率的熱源並配合預熱措施;在工件厚度較薄或結構剛度較小。又無防止變形措施時,焊後很容易產生較大的變形,而當焊接接頭受到較大的剛性約束時,易產生焊接應力;焊接銅及銅合金時還易產生熱裂紋:
氣孔是銅及銅合金焊接時的常見缺陷,紫銅焊縫中的氣孔主要是氫氣孔。總的來講銅及其合金焊接具有如下特點。
①銅的導熱性和熱容量大,焊接輸入熱量宜大,必要時作適當預熱。
②銅及銅合金的線膨脹系數大,凝固時收縮率也較大,因此,焊接變形大,焊件剛度大時易產生裂紋。應採用窄焊道,焊後立即輕輕敲擊可細化晶粒,減小殘余應力及變形。一些銅合金如黃銅,焊後有時需經270^-560℃退火處理,以消除應力,防止「自裂」現象。
③銅在液態時易氧化,生成的氧化亞銅(Cu20)和銅形成低熔點共晶體,分布在晶界,已引起裂紋。用於焊接的紫銅含氧量,一般應<0.03%,重要件應<0.01%.
④銅在液戊時能溶解大量的氫,在凝固冷卻過程中,溶解度大大減小。氫還能和氧化亞銅反應,生成水蒸氣,因而引起氣孔。
由於銅的熱導率高(超過鐵的熱導率3倍以上),線膨脹系數大(比鋼的線膨脹系數大30%),凝固收縮率值大(比鋼大1倍),液態時對氧的活性高。氫在其中的溶解度大等原因。銅的焊接是相當困難的。銅的性質決定了它在焊接過程中產生強烈的應力和變形、焊縫形成氣孔和裂紋的傾向高。由於其導熱率高,所以銅焊接時必須要用集中的強熱源(如激光、電子束、離子束等)。此外,同在高溫時的塑性低和熱導率高要求採用預熱。銅的焊縫具有顯著的多孔的特點,這是由於在金屬冷卻和結晶過程中有氣體從其中析出而造成的,銅的熔點比較低
而熱導率高,大大地加速了焊接時冷卻和結晶過程,這妨礙了在常規下的電弧焊。弧柱中捲入的或溶解的氣體從焊縫金屬或近縫區析出。殘留在金屬中的氣體可能在金屬中造成氣體的過飽和熔液或造成氣孔。過飽和熔液的形成會導致裂紋。因為銅在高溫下的塑性低。氣體從過飽和熔液吸出時的壓力可能使銅產生破壞。合金元素對氣體在液態銅中的溶解度有影響。研究表明,A1, S1, Zn可以減少黃銅焊縫中的多孔性,而Ma反而增加多孔性。前蘇聯的科學家研究表明Zr, Ti, Be, Cr也能降低銅焊縫中的多孔性。電阻焊時由於黃銅的電阻率低、熱導率高,因而很難形成穩定的焊接熔池而實現理想焊縫,甚至無法焊接,激光焊時由於銅及銅合金對激光具有其強烈的反射作用,一般情況下也較難實現連續深熔焊。
耐熱合金的激光焊接
許多鎳基和鐵基耐熱合金都可以進行脈沖和連續激光焊接,且都可以獲得好的激光焊縫。通過對鐵基合金M-152和航空發動機中使用的三種鎳基耐熱合金(FK33. C263. N75)的激光焊接表明,接頭力學性能與母材幾乎相當。
Dop-14合金和Gop-26合金是兩種宇航用銥基耐熱合金,它們具有很高的熔點,具有優良的高溫強度和抗氧化性,用激光對其進行焊接時,縫晶粒很細,可以消除金屬針在晶界偏析所產生的熱裂現象,獲得無裂紋的焊縫,而用常規的鎢極氫弧焊則是難以辦到的。異種金屬的激光焊接異種金屬的激光焊接是指兩種不同金屬的激光熔焊。異種金屬是否可焊及接頭的強度,取決於兩種金屬的物理性質,如熔點、沸點等。若兩種材料的熔、沸點接近,能形成較為牢固連接激光焊接的參數范圍較大,熔區可以形成良好的合金結構,激光焊接的參數范圍較大。
激光焊接可以在許多類異種金屬之間進行,研究表明,銅一鎳、鎳一欽、欽一鑰、低碳鋼一銅等異種金屬在一定條件下均可以進行激光焊接。
⑵ 適合激光焊的材質有哪些求答案
1、模具鋼。
S136,SKD-11,NAK80,8407,718,738,H13,P20,W302,2344等焊接效果較好。
2、碳鋼及普通合金鋼的激光焊接。
總的說,碳鋼激光焊接效果良好,其焊接質量取決於雜質含量。就象其它焊接工藝一樣,硫和磷是產生焊接裂紋的敏感因素。 為了獲得滿意的焊接質量,碳含量超過0.25%時需要預熱。當不同含碳量的鋼相互焊接時,焊炬可稍偏向低碳材料一邊,以確保接頭質量。 低碳沸騰鋼由於硫、磷的含量高,並不適合激光焊接。低碳鎮靜鋼由於低的雜質含量,焊接效果就很好。 中、高碳鋼和普通合金鋼都可以進行良好的激光焊接,但需要預熱和焊後處理,以消除應力,避免裂紋形成。
3、不銹鋼的激光焊接。 一般的情況下,不銹鋼激光焊接比常規焊接更易於獲得優質接頭。由於高的焊接速度熱影響區很小,敏化不成為重要問題。與碳鋼相比,不銹鋼低的熱導系數更易於獲得深熔窄焊縫。
4、不同鋼材之間的激光焊接。
激光焊接極高的冷卻速度和很小的熱影響區,為許多不同金屬焊接融化後有不同結構的材料相容創造了有利條件。現已證明以下金屬可以順利進行激光深熔焊接:不銹鋼~低碳鋼,416不銹鋼~310不銹鋼,347不銹鋼~HASTALLY鎳合金,鎳電極~冷鍛鋼,不同鎳含量的雙金屬帶。
5、鈦、鎳、錫、銅、鋁、鉻、鈮、金、銀等多種金屬及其合金,及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接。
有色金屬相對難焊,其紫銅合金、銀合金最難焊。
6、應用於銅-鎳、鎳-鈦、銅-鈦、鈦-鉬、黃銅-銅、低碳鋼-銅等多種異種金屬間的焊接。
難易度不銹鋼模具鋼碳鋼合金鋼鎳鋅鋁金銀銅不銹鋼易模具鋼易易碳鋼易易易合金鋼易易易易鎳易易易易易鋅易易易易易易鋁稍難稍難稍難稍難稍難稍難較易金難難難難難難難稍難銀難難難難難難難難難銅難難難難難難難難難難以上僅供參考,金屬與合金成份不一,對焊接有較大影響,所以以實際測試為准。
鍍層對激光焊的影響:
高平鏡面鍍層很難焊接: 鏡面鍍鉻、鍍銀、鍍銀等
一般鍍層較易焊接:鍍鎳、鍍鋅、鍍銅 對焊接強度無影響
高度拋光金屬較難焊:銅、銀、金 焊接強度較小
其他處理易焊接:只要不是鏡面 焊接強度較大
間隙對激光焊的影響:
縫越小,外觀越好,強度越大,縫大時,出現較嚴重的槽狀焊縫,強度也小。
材料厚度對激光焊的影響:
0.2以下的材質,焊接難度大,焊接縫會有變形等現象,焊接牢固度變小。 較厚材質,焊接外觀較好,強度也大。
⑶ 激光焊接技術的優缺點有哪些
激光焊接的優勢:
1、可將入熱量降到最低的需要量,熱影響區金相變化范圍小,且因熱傳導所導致的變形亦最低。
2、32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數業經檢定合格,可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用。
3、不需使用電極,沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬於接觸式焊接製程,機具的耗損及變形接可降至最低。
4、激光束易於聚焦、對准及受光學儀器所導引,可放置在離工件適當之距離,且可在工件周圍的機具或障礙間再導引,其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發揮。
5、工件可放置在封閉的空間(經抽真空或內部氣體環境在控制下)。
6、激光束可聚焦在很小的區域,可焊接小型且間隔相近的部件。
7、可焊材質種類范圍大,亦可相互接合各種異質材料。
8、易於以自動化進行高速焊接,亦可以數位或電腦控制。
9、焊接薄材或細徑線材時,不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。
10、不受磁場所影響(電弧焊接及電子束焊接則容易),能精確的對准焊件。
11、可焊接不同物性(如不同電阻)的兩種金屬
12、不需真空,亦不需做射線防護。
13、若以穿孔式焊接,焊道深一寬比可達10:1
14、可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站。
激光焊接的缺點
1、焊件位置需非常精確,務必在激光束的聚焦范圍內。
2、焊件需使用夾治具時,必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對准。
3、最大可焊厚度受到限制滲透厚度遠超過19mm的工件,生產線上不適合使用激光焊接。
4、高反射性及高導熱性材料如鋁、銅及其合金等,焊接性會受激光所改變。
5、當進行中能量至高能量的激光束焊接時,需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅除,以確保焊道的再出現。
6、能量轉換效率太低,通常低於10%。
7、焊道快速凝固,可能有氣孔及脆化的顧慮。
8、設備昂貴。
⑷ 激光不能焊接哪些材料
1、焊復接厚度有局限,適合薄材焊接。制
2、對焊接物品對接拼合有要求,縫隙越小越好。
3、對焊接材料也有一定局限性,不銹鋼最好焊接,但是像銅材、鋁材,反光率高的產品就不適合。
4、產品部件過大也不適合,因為工作平台有限,汽車可以採用機械手焊接,但是投資很大。
5、畢竟也是精密儀器,所以產品如何定位是你需要考慮的問題,產品自身的公差也不能太大。所以更適合IT行業,小五金件。還有的話 暫時沒想到,你想學可以問我。如果你要想做一下效果,可以直接和公司樣板部聯系,會免費幫你做的。公司名字,以後告訴你。
總結一句就是,反射率高的材料還有不吸收激光波長段熱能的材料就不適合。
⑸ 激光焊接機能焊接哪些材料
激光焊接機可來焊接碳鋼、模自具鋼、合金鋼、不銹鋼、鈦、鎳、錫、銅、鋁、鉻、鈮、金、銀等多種金屬及其合金,及鋼、可伐合金等合金的同種材料間的焊接,也可以滿足不同鋼材之間的激光焊接。
不過焊接要求比較高,不能太厚,縫不能太大,銅鋁金銀等反光率大的比較難焊
⑹ 你好,請問什麼材料的鋁,做激光焊比較合適呢為什麼6系列的鋁不適合激光焊接呢為什麼1系列的純鋁合適
牌號6系以下的鋁都比較適合激光焊(准確來說是適合YAG脈沖激光焊接,6系鋁可以考慮用半專導體器的激光焊接屬——為連續焊接),1繫到3系鋁是比較適合用激光焊接的。判斷是否適合用激光來焊接,最主要考慮的一方面就是材料對激光的吸收率。鋁對激光的吸收率本來就低,所以必須加大激光能量。焊縫金屬結晶時在柱狀晶邊界形成Al—Si或Mg-Si、A1-Mg2Si等低熔點共晶導致產生裂紋。脈沖激光的不連續加熱易產生結晶裂紋。連續激光裂紋傾向小一點。綜合起來就是鋁合金容易產生裂紋,氣孔,尤其是6系鋁,7系鋁。個人經驗,通過以下三種方法可以提高激光的吸收率,從而達到良好的焊接效果。
1、焊接結構設計
將工件坡口設計成斜30°角,這樣激光束能在空隙中多次反射,形成一個人工小孔,從而增加激光束的吸收率。
2、激光器參數調整
選用短焦距透鏡和低階模輸出均可使光斑尺寸減小,激光功率密度增大,鋁合金對激光的吸收率也增大。
3、採取適當的表面預處理工藝
陽極氧化和噴砂處理可以顯著提高鋁對激光束的能量吸收。另外,砂紙打磨、表面化學浸蝕、表面鍍、石墨塗層及空氣爐中氧化等鋁表面預處理措施對激光束的吸收是有效的。
⑺ 激光焊接的優缺點
優點:
速度快、深度大、變形小。
能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。
可焊接難熔材料如鈦、石英等,並能對異性材料施焊,效果良好。
激光聚焦後,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
可進行微型焊接。激光束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。
缺點:
要求焊件裝配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因為激光聚焦後光斑尺雨寸小,焊縫窄,為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求,很容易造成焊接缺憾。
激光器及其相關系統的成本較高,一次性投資較大。
⑻ 激光焊接機能焊什麼材質
激光焊是一種新型的焊接方式,主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊,等鈦合金、鍍鋅板、鋁質材料、銅質材料激光焊接機都能精密焊接
⑼ 什麼材料的鋁做激光焊比較合適呢
牌號6系以下的鋁都比較適合激光焊(准確來說是適合YAG脈沖激光焊接,6系鋁可以考慮用版半導體器的激光焊接—權—為連續焊接),1繫到3系鋁是比較適合用激光焊接的。判斷是否適合用激光來焊接,最主要考慮的一方面就是材料對激光的吸收率。鋁對激光的吸收率本來就低,所以必須加大激光能量。焊縫金屬結晶時在柱狀晶邊界形成Al—Si或Mg-Si、A1-Mg2Si等低熔點共晶導致產生裂紋。脈沖激光的不連續加熱易產生結晶裂紋。連續激光裂紋傾向小一點。綜合起來就是鋁合金容易產生裂紋,氣孔,尤其是6系鋁,7系鋁。個人經驗,通過以下三種方法可以提高激光的吸收率,從而達到良好的焊接效果。
1、焊接結構設計
將工件坡口設計成斜30°角,這樣激光束能在空隙中多次反射,形成一個人工小孔,從而增加激光束的吸收率。
2、激光器參數調整
選用短焦距透鏡和低階模輸出均可使光斑尺寸減小,激光功率密度增大,鋁合金對激光的吸收率也增大。
3、採取適當的表面預處理工藝
陽極氧化和噴砂處理可以顯著提高鋁對激光束的能量吸收。另外,砂紙打磨、表面化學浸蝕、表面鍍、石墨塗層及空氣爐中氧化等鋁表面預處理措施對激光束的吸收是有效的。