什么材料不能激光焊接
⑴ 激光焊接都能焊接哪些材料
一:金属材料的激光焊接
铝合金的激光焊接
铝及其铝合至激光焊接的主要困难是它对10. 8pon波长的Co2激光束的反射率高。铝是热和电的良导体,高密度的自由电子使它成为光的良好反射体,起始表面反射率超过90%,也就是说,深熔焊必须在小千10%的输人能量开始,这就要求很高的输入功率以保证焊接开始时必需的功率密度,而一且小孔生成。它对光束的吸收率迅速提高,甚至可达到90%。从而使焊接过程顺利进行。铝及其合金焊接时。随着温度的升高,氢在铝中的溶解度急剧增大,溶解千其中的氢成为焊缝的缺陷源。焊缝中多存在气孔,深熔焊时根部可能出现空洞,焊道成形较差。
最近,汽车用铭合金的激光焊接受到关注,进行了许多探讨,已对铝合金车A凶州子了YAG激光焊。通常采用高Si的Al焊丝进行YAG激光焊接。利用3kW光纤传送YAG激光对6 X X X系列的合金进行焊接,尤其探讨了激光束的匹配问题,以及间隙许允度及重力的影响,向上、向下及横向焊接都可以。其他,还进行了各种台金YAG激光的对接、搭接及I形接头焊接试验,比较了其焊接性及各种保护气体下接头的杭拉强度,进行了铸造材和挤出材的YAG激光焊接,探讨了气孔生成及各种焊接条件的影响。
镁合金的激光焊接
Mg合金密度比Al小36%,作为高比强材料受到关注。因此进行了脉冲YAG激光和连续C02激光焊接试验,对于板厚1.8MM的AZ31B-H244合金(3.27%Al, 0.79%Zn)各种缺陷较少的最佳焊接条件为平均功率0.8kW, 5ms, 120Hz, 300mm/s,焦点尺寸0. 42mm,连续C02激光焊接获得了良好的熔透焊缝。还测定了YAG激光焊接区的硬度分布,发现HAZ组织窄,几乎没有软化。
钢的激光焊接
(1)低合金高强度钢
低合金高强度钢的激光焊接,只要所选择的焊接参数适当,就可以得到与母材力学性能相当的接头。HY-130钢是一种典型的低合金高强
度钢‘经过调质处理,它具有很高的强度和较高的抗裂性。用常规焊接方法焊,其焊缝和HAZ组织是粗晶、部分细晶及原始组织的棍合体,接头的韧性和扰裂性与母材相比要差得多,而且焊态下焊缝和HAZ金属组织对冷裂纹特别敏感。激光焊焊接接头不仅具有高的强度,而且其有良好的韧性和良好的抗裂性。其有以下原因。
①激光焊焊缝细、HAZ姐织窄。在冲击试验时,裂故并不沿焊缝砌I AZ姐织扩展,常常是扩展进母材。冲击断口的扫描电镜观察充分说明了这一点,断口上大部分区域是未受热影响的母材,因此整个接头的抗裂性,实际上很大一部分是由母材所提供的。
②从接头的硬度和显微硬度的分布来看,激光焊其有较高的硬度和较陡的硬度梯度,这表明可能有较大的应力集中出现。但是,在硬度较高的区域。正对应于细小的组织。高的硬度和细小的组织的共生效应使得接头既有高的强度,又有足够的韧性。
③激光焊焊缝HAZ组织主要为马氏体,这是由干它的焊接速度高、热输入小所造成的。HY-130钢中碳的质量分数很小(约0.1%)。焊接过程中由于冷却速度快,形成低碳马氏体,这种组织的练合性能优于捍条电弧焊和熔化极气体保护焊中产生的针状铁素体和马氏体的混合物。再加上晶粒细小得多,接头性能无疑是优良的。
④HY-130激光焊时,焊桔中的有害元素大大减少,产生了净化效应,提高了接头的韧性。
(2)不锈钢
奥氏体不锈钢由于具有良好的抗腐蚀性,以及高温和低温韧性而获得广泛的应用。这类不锈钢的特点是合金元素含量高,热导性仅为低碳钢的1/3,线膨胀系数大,为低碳钢的1. 5倍。
对Ni-Cr系不锈钢进行焊接时,材料具有很高的能量吸收率和熔化效率。用激光焊焊接时,由子焊接速度快,减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响,焊缝无气孔、夹杂等缺陷,接头强度和母材相当。用小功率激光焊焊接薄板,可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。
不锈钢的激光焊,可用于核电站中不锈钢、核燃料包等的焊接,也可以用于化工等其他行业。
(3)碳素钢
由于激光焊时的加热速度和冷却速度非常快,所以在焊接碳素钢时。随着含碳量的增加,焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。
硅钢
硅钢片是一种应用广泛的电磁材料,在轧制过程中为了保证生产线运行的连续性,需要对硅钢薄片进行焊接,但硅钢中Si的质量分数高(约3%李,Si对二Fe其有强烈的固深强化作用,使硅钢的硬度、强度增加,塑性、韧性急剧下降,而且冷轧造成的加工硬化,使强度、硬度进一步增加。硅钢的热导率仅为纯铁的50%,热敏性大,易发生过热使晶粒长大,而且晶粒一旦长大,就很难通过热处理使之细化。目前,工业中采用TIG焊,存在的主要问题是接头脆化,焊态下接头的反复弯曲次数低或者不能弯曲,因而不得不在焊后增加一道火焰退火工序。这样既增加了工艺流程复杂性,也降低了生产效率。
铜及铜合金的焊接
铜及铜合金兵有优良的导电、导热性能,冷、热加工性良好,其有高的扰氧化性和较高的强度。在电气、电子、动力、化工等工业部门中应用较广。
(1)铜及铜合金的分类
铜及铜合金可分为紫铜、黄铜、青铜及白铜等。紫铜为铜含量不小于99.5%的工业纯铜;普通黄铜是铜和锌的二元合金,表面呈淡黄色;凡不以锌、镍为主要组成而以锡、铝、硅等元素为主要组成的铜合金,称为青铜;白铜为含镍量50%的铜镍合金。
(2)铜及铜合金的焊接性
焊接铜和铜合金易产生未熔合与未焊透。故应采用能量集中、大功率的热源并配合预热措施;在工件厚度较薄或结构刚度较小。又无防止变形措施时,焊后很容易产生较大的变形,而当焊接接头受到较大的刚性约束时,易产生焊接应力;焊接铜及铜合金时还易产生热裂纹:
气孔是铜及铜合金焊接时的常见缺陷,紫铜焊缝中的气孔主要是氢气孔。总的来讲铜及其合金焊接具有如下特点。
①铜的导热性和热容量大,焊接输入热量宜大,必要时作适当预热。
②铜及铜合金的线膨胀系数大,凝固时收缩率也较大,因此,焊接变形大,焊件刚度大时易产生裂纹。应采用窄焊道,焊后立即轻轻敲击可细化晶粒,减小残余应力及变形。一些铜合金如黄铜,焊后有时需经270^-560℃退火处理,以消除应力,防止“自裂”现象。
③铜在液态时易氧化,生成的氧化亚铜(Cu20)和铜形成低熔点共晶体,分布在晶界,已引起裂纹。用于焊接的紫铜含氧量,一般应<0.03%,重要件应<0.01%.
④铜在液戊时能溶解大量的氢,在凝固冷却过程中,溶解度大大减小。氢还能和氧化亚铜反应,生成水蒸气,因而引起气孔。
由于铜的热导率高(超过铁的热导率3倍以上),线膨胀系数大(比钢的线膨胀系数大30%),凝固收缩率值大(比钢大1倍),液态时对氧的活性高。氢在其中的溶解度大等原因。铜的焊接是相当困难的。铜的性质决定了它在焊接过程中产生强烈的应力和变形、焊缝形成气孔和裂纹的倾向高。由于其导热率高,所以铜焊接时必须要用集中的强热源(如激光、电子束、离子束等)。此外,同在高温时的塑性低和热导率高要求采用预热。铜的焊缝具有显著的多孔的特点,这是由于在金属冷却和结晶过程中有气体从其中析出而造成的,铜的熔点比较低
而热导率高,大大地加速了焊接时冷却和结晶过程,这妨碍了在常规下的电弧焊。弧柱中卷入的或溶解的气体从焊缝金属或近缝区析出。残留在金属中的气体可能在金属中造成气体的过饱和熔液或造成气孔。过饱和熔液的形成会导致裂纹。因为铜在高温下的塑性低。气体从过饱和熔液吸出时的压力可能使铜产生破坏。合金元素对气体在液态铜中的溶解度有影响。研究表明,A1, S1, Zn可以减少黄铜焊缝中的多孔性,而Ma反而增加多孔性。前苏联的科学家研究表明Zr, Ti, Be, Cr也能降低铜焊缝中的多孔性。电阻焊时由于黄铜的电阻率低、热导率高,因而很难形成稳定的焊接熔池而实现理想焊缝,甚至无法焊接,激光焊时由于铜及铜合金对激光具有其强烈的反射作用,一般情况下也较难实现连续深熔焊。
耐热合金的激光焊接
许多镍基和铁基耐热合金都可以进行脉冲和连续激光焊接,且都可以获得好的激光焊缝。通过对铁基合金M-152和航空发动机中使用的三种镍基耐热合金(FK33. C263. N75)的激光焊接表明,接头力学性能与母材几乎相当。
Dop-14合金和Gop-26合金是两种宇航用铱基耐热合金,它们具有很高的熔点,具有优良的高温强度和抗氧化性,用激光对其进行焊接时,缝晶粒很细,可以消除金属针在晶界偏析所产生的热裂现象,获得无裂纹的焊缝,而用常规的钨极氢弧焊则是难以办到的。异种金属的激光焊接异种金属的激光焊接是指两种不同金属的激光熔焊。异种金属是否可焊及接头的强度,取决于两种金属的物理性质,如熔点、沸点等。若两种材料的熔、沸点接近,能形成较为牢固连接激光焊接的参数范围较大,熔区可以形成良好的合金结构,激光焊接的参数范围较大。
激光焊接可以在许多类异种金属之间进行,研究表明,铜一镍、镍一钦、钦一钥、低碳钢一铜等异种金属在一定条件下均可以进行激光焊接。
⑵ 适合激光焊的材质有哪些求答案
1、模具钢。
S136,SKD-11,NAK80,8407,718,738,H13,P20,W302,2344等焊接效果较好。
2、碳钢及普通合金钢的激光焊接。
总的说,碳钢激光焊接效果良好,其焊接质量取决于杂质含量。就象其它焊接工艺一样,硫和磷是产生焊接裂纹的敏感因素。 为了获得满意的焊接质量,碳含量超过0.25%时需要预热。当不同含碳量的钢相互焊接时,焊炬可稍偏向低碳材料一边,以确保接头质量。 低碳沸腾钢由于硫、磷的含量高,并不适合激光焊接。低碳镇静钢由于低的杂质含量,焊接效果就很好。 中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接,但需要预热和焊后处理,以消除应力,避免裂纹形成。
3、不锈钢的激光焊接。 一般的情况下,不锈钢激光焊接比常规焊接更易于获得优质接头。由于高的焊接速度热影响区很小,敏化不成为重要问题。与碳钢相比,不锈钢低的热导系数更易于获得深熔窄焊缝。
4、不同钢材之间的激光焊接。
激光焊接极高的冷却速度和很小的热影响区,为许多不同金属焊接融化后有不同结构的材料相容创造了有利条件。现已证明以下金属可以顺利进行激光深熔焊接:不锈钢~低碳钢,416不锈钢~310不锈钢,347不锈钢~HASTALLY镍合金,镍电极~冷锻钢,不同镍含量的双金属带。
5、钛、镍、锡、铜、铝、铬、铌、金、银等多种金属及其合金,及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接。
有色金属相对难焊,其紫铜合金、银合金最难焊。
6、应用于铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜-铜、低碳钢-铜等多种异种金属间的焊接。
难易度不锈钢模具钢碳钢合金钢镍锌铝金银铜不锈钢易模具钢易易碳钢易易易合金钢易易易易镍易易易易易锌易易易易易易铝稍难稍难稍难稍难稍难稍难较易金难难难难难难难稍难银难难难难难难难难难铜难难难难难难难难难难以上仅供参考,金属与合金成份不一,对焊接有较大影响,所以以实际测试为准。
镀层对激光焊的影响:
高平镜面镀层很难焊接: 镜面镀铬、镀银、镀银等
一般镀层较易焊接:镀镍、镀锌、镀铜 对焊接强度无影响
高度抛光金属较难焊:铜、银、金 焊接强度较小
其他处理易焊接:只要不是镜面 焊接强度较大
间隙对激光焊的影响:
缝越小,外观越好,强度越大,缝大时,出现较严重的槽状焊缝,强度也小。
材料厚度对激光焊的影响:
0.2以下的材质,焊接难度大,焊接缝会有变形等现象,焊接牢固度变小。 较厚材质,焊接外观较好,强度也大。
⑶ 激光焊接技术的优缺点有哪些
激光焊接的优势:
1、可将入热量降到最低的需要量,热影响区金相变化范围小,且因热传导所导致的变形亦最低。
2、32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格,可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。
3、不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形接可降至最低。
4、激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可放置在离工件适当之距离,且可在工件周围的机具或障碍间再导引,其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。
5、工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下)。
6、激光束可聚焦在很小的区域,可焊接小型且间隔相近的部件。
7、可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种异质材料。
8、易于以自动化进行高速焊接,亦可以数位或电脑控制。
9、焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。
10、不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易),能精确的对准焊件。
11、可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属
12、不需真空,亦不需做射线防护。
13、若以穿孔式焊接,焊道深一宽比可达10:1
14、可以切换装置将激光束传送至多个工作站。
激光焊接的缺点
1、焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内。
2、焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。
3、最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件,生产线上不适合使用激光焊接。
4、高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变。
5、当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。
6、能量转换效率太低,通常低于10%。
7、焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。
8、设备昂贵。
⑷ 激光不能焊接哪些材料
1、焊复接厚度有局限,适合薄材焊接。制
2、对焊接物品对接拼合有要求,缝隙越小越好。
3、对焊接材料也有一定局限性,不锈钢最好焊接,但是像铜材、铝材,反光率高的产品就不适合。
4、产品部件过大也不适合,因为工作平台有限,汽车可以采用机械手焊接,但是投资很大。
5、毕竟也是精密仪器,所以产品如何定位是你需要考虑的问题,产品自身的公差也不能太大。所以更适合IT行业,小五金件。还有的话 暂时没想到,你想学可以问我。如果你要想做一下效果,可以直接和公司样板部联系,会免费帮你做的。公司名字,以后告诉你。
总结一句就是,反射率高的材料还有不吸收激光波长段热能的材料就不适合。
⑸ 激光焊接机能焊接哪些材料
激光焊接机可来焊接碳钢、模自具钢、合金钢、不锈钢、钛、镍、锡、铜、铝、铬、铌、金、银等多种金属及其合金,及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接,也可以满足不同钢材之间的激光焊接。
不过焊接要求比较高,不能太厚,缝不能太大,铜铝金银等反光率大的比较难焊
⑹ 你好,请问什么材料的铝,做激光焊比较合适呢为什么6系列的铝不适合激光焊接呢为什么1系列的纯铝合适
牌号6系以下的铝都比较适合激光焊(准确来说是适合YAG脉冲激光焊接,6系铝可以考虑用半专导体器的激光焊接属——为连续焊接),1系到3系铝是比较适合用激光焊接的。判断是否适合用激光来焊接,最主要考虑的一方面就是材料对激光的吸收率。铝对激光的吸收率本来就低,所以必须加大激光能量。焊缝金属结晶时在柱状晶边界形成Al—Si或Mg-Si、A1-Mg2Si等低熔点共晶导致产生裂纹。脉冲激光的不连续加热易产生结晶裂纹。连续激光裂纹倾向小一点。综合起来就是铝合金容易产生裂纹,气孔,尤其是6系铝,7系铝。个人经验,通过以下三种方法可以提高激光的吸收率,从而达到良好的焊接效果。
1、焊接结构设计
将工件坡口设计成斜30°角,这样激光束能在空隙中多次反射,形成一个人工小孔,从而增加激光束的吸收率。
2、激光器参数调整
选用短焦距透镜和低阶模输出均可使光斑尺寸减小,激光功率密度增大,铝合金对激光的吸收率也增大。
3、采取适当的表面预处理工艺
阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝对激光束的能量吸收。另外,砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层及空气炉中氧化等铝表面预处理措施对激光束的吸收是有效的。
⑺ 激光焊接的优缺点
优点:
速度快、深度大、变形小。
能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。
激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,最高可达10:1。
可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精确定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
缺点:
要求焊件装配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小,焊缝窄,为加填充金属材料。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求,很容易造成焊接缺憾。
激光器及其相关系统的成本较高,一次性投资较大。
⑻ 激光焊接机能焊什么材质
激光焊是一种新型的焊接方式,主要针对薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊,等钛合金、镀锌板、铝质材料、铜质材料激光焊接机都能精密焊接
⑼ 什么材料的铝做激光焊比较合适呢
牌号6系以下的铝都比较适合激光焊(准确来说是适合YAG脉冲激光焊接,6系铝可以考虑用版半导体器的激光焊接—权—为连续焊接),1系到3系铝是比较适合用激光焊接的。判断是否适合用激光来焊接,最主要考虑的一方面就是材料对激光的吸收率。铝对激光的吸收率本来就低,所以必须加大激光能量。焊缝金属结晶时在柱状晶边界形成Al—Si或Mg-Si、A1-Mg2Si等低熔点共晶导致产生裂纹。脉冲激光的不连续加热易产生结晶裂纹。连续激光裂纹倾向小一点。综合起来就是铝合金容易产生裂纹,气孔,尤其是6系铝,7系铝。个人经验,通过以下三种方法可以提高激光的吸收率,从而达到良好的焊接效果。
1、焊接结构设计
将工件坡口设计成斜30°角,这样激光束能在空隙中多次反射,形成一个人工小孔,从而增加激光束的吸收率。
2、激光器参数调整
选用短焦距透镜和低阶模输出均可使光斑尺寸减小,激光功率密度增大,铝合金对激光的吸收率也增大。
3、采取适当的表面预处理工艺
阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝对激光束的能量吸收。另外,砂纸打磨、表面化学浸蚀、表面镀、石墨涂层及空气炉中氧化等铝表面预处理措施对激光束的吸收是有效的。