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。
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。
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。
铜合金的焊接,主要的问题是裂纹。与铜一样,由于杂质在晶界析出,铜合金也十分容易形成裂纹。在铝青铜中,由于含Al量比较低,所以形成了T单相的焊缝组织,裂纹敏感性比较高,特别是多层焊时,层易出现裂纹。如果提高Al的含量,就会形成T+U的双相组织,可以抑制裂纹的出现,但是Al的含量过高,会在U相中析出V2硬质相,又会使裂纹敏感性增大,所以, Al的含量以7%~ 11%为宜,且要加入一定量的Ni、 Fe、 Mn来抑制V2硬质相的析出。
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