卢湾周边铜合金焊接原理

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铜合金的焊接一直以来都是一件非常具有挑战性的工作,采用激光光束振荡技术焊接铜合金,成功实现了铜合金板材的焊接。工艺参数经过优化后可以得到无缺陷的焊接接头。光束振荡造成的多个在熔化循环时形成复杂的熔化区的主要原因。

为了克服焊接性的问题,采用不同的策略产生连续的穿透型的对接焊缝且可以控制焊接缺陷,显微组织和残余应力与变形。在所有的策略钟,在连续激光焊接的过程钟,采用光束振荡,或者说叫摇摆,目前还没有应用到铜的激光焊接上,但铝合金和钛合金等材料中的激光光束振荡焊接已经有应用,以上材料比铜合金的焊接相对要容易一些。

激光的动态移动可以具有不同的形状,并且其振荡模式的变化可以促进在焊接工艺过程中实现更好的温度管理,从而导致并不陡峭的热输入和冷却速率以及热温度梯度。因此,激光光束振荡可以通过大化的降低焊接缺陷来提高工艺过程,而不会对焊接后的显微组织产生影响,就不会出现以前Kraetzsch所报道的 Cu/Al异种材料的焊接和Wang等人所报道的进行Al焊接时所产生的情况。

当焊接参数进行优化时,没有焊接缺陷存在,如气孔,裂纹等,这些是铜合金应用时的关键指标。采用多模光纤激光进行焊接铜合金的厚度为1.5mm的时候,可以实现无缺陷的焊接,焊接参数为:焊接速度在3.5 到4 m/min,采用圆形的焊接模型,圆形的旋转直径为0.6–1 mm,频率为100Hz。

光束振荡对焊接工艺产生了积极的影响,这是因为焊接模式从匙孔效应转变为传导焊接模式。没有施加光束振荡的条件下,样品中存在大量的气孔缺陷,飞溅和空穴,导致的原因是匙孔的不稳定性。

在单道对接焊时应采用垫板。常用垫板材料有:铜、石墨和干石棉等。铜合金焊接时吸气较严重,液态时溶解大量氢,在冷却凝固过程中,由于其溶解度降低,氢来不及逸出,在焊缝和熔合区形成气孔。氢还能与氧化亚铜反应生成水泡,形成另一种气孔。铜合金线膨胀系数较大,焊接时,焊件产生较大变形。

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