上海普陀铜合金焊接代加工

来源：波宾电子束技术(常州)有限公司 时间：2024-05-07 08:53:42 [举报]

光束摇摆（振荡）扩大了激光束与材料之间相互作用的面积和焊接宽度，降低了焊接过程中所需要的热输入。在高反射材料中，如铜合金，采用光束振荡，材料的局部温度会升高和提高对激光的吸收率。能量的效率会增加，因为在焊接过程中的反射变少。另外一个主要的优势在于适宜的光束振荡激光头在使用时，可以控制热温度梯度和匙孔的稳定性，这将导致焊接缺陷的减少和获得光滑的焊缝表面。

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。

高的旋转直径和旋转频率增加了焊道之间的搭接，导致交互作用时间变短，因此，焊道的穿透能力下降。然而，焊道表面的形态呈现出较少的缺陷，如飞溅和表面空穴。由于焊接工艺不是对称的，这是因为光束旋转的原因造成的，在高速旋转频率的作用下底部存在不饱满。在高的焊接速度下，尽管表面空穴和飞溅减少，但焊接深度显著下降。测试不同的光束运动轨迹后发现，圆形的运动轨迹是效果佳的。

在焊接的熔化化区发现非传统的显微组织特征，这些圆形的条带是由于凝固在光束振动的条件下所形成的。圆形的条带表明激光光束和材料的相互作用的边界相类似。由于光束摆动效应，在相互作用的时间间隔Δt中，激光束接触在熔化区可以接触到同熔池更多的相互作用时间。在每一旋转过程中，它就会发生部分材料熔化和产生圆形的熔化线，从而在选装中凝固形成外延生长的模式。在铜合金的增材制造过程中，会观察到相似的现象，但，实际上，此时的形成归因于Cu2O的存在。

铜及铜合金具有的导电性能和导热性能，可进行软钎焊和其他焊接，但由于铜及铜合金的高熔点和极易氧化性能，致使铜及铜合金的焊接存在以下技术难点
(1)高熔点和高导热性，使铜和铜合金焊接温度很高，采用常规焊接工艺参数时， 铜材很难熔化，不能很好地熔合；
(2)焊接接头的热裂倾向大，焊接时，熔池内铜与其中的杂质形成低熔点共晶物， 使铜及铜合金具有明显的热脆性，产生热裂纹；
(3)铜及铜合金焊接易产生气孔的缺陷，且比碳钢严重得多，主要是氢气孔；
(4)焊接接头性能的变化，晶粒粗化，塑性下降，耐蚀性下降等。

目前铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法，但这些焊接方法的焊接温度均需要达到铜及铜合金的熔点温度，在高温情况下，铜会软化，影响铜及铜合金的机械性能和力学性能。

焊接铜锌合金时，锌易蒸发，锌蒸气与氧结合形成白色ZnO，对人体有害，应有通风装置。焊前预热和提高焊速，可减少黄铜的流动范围，减少锌的蒸发。在焊缝中加入硅、锰等元素也可减少锌的损失。焊接铝青铜时，易形成难熔的Al2O3。滞留在焊缝中。焊接锡青铜时，有较大的结晶区，易产生晶间裂纹，硅黄铜(15％Zn，3％Si)和硅锰青铜(3％Si，1％Mn)都具有良好的焊接性能。

青铜是Cu与Sn、Al、Si等元素的合金。按成分可分为锡青铜、铝青铜、硅青铜等。青铜具有较高的耐磨性、力学性能和耐蚀性,弹性和焊接性能都很好,且线收缩系数小。青铜广泛用于铸件和加工制品。

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