江苏铜合金焊接原理

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。

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。

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。

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。

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。