铝合金激光焊接质量保证措施

1.铝合金的应用特性铝合金由于具有重量轻，耐腐蚀，低温性能和综合机械性能而广泛用于航空，航天，汽车，机械制造，造船和化学工业。近年来，随着对节能经济的追求，对铝合金的需求达到了新的水平。目前，汽车工业中的铝合金主要包括Al-Mg（5000系列），Al-Mg-Si（6000系列）和Al-Mg-Zn（7000系列）三个系列。汽车外壳主要耐腐蚀，可焊接5000。使用合金，对强度要求更高的零件（例如，梁和柱）与6000系列或7000系列合金一起使用。研究表明，使用铝合金材料适当减轻汽车的重量可以减少37％的燃油消耗，悬架装置的负载减少18％，振动强度降低5％。在大型汽车制造商增加对铝合金研发和制造的投资的同时，铝合金的焊接已成为必须解决的基本问题。 2.铝合金的焊接特性目前，铝合金主要通过TIG焊，MIG焊等常规方法进行焊接。采用传统方法焊接时，热量输入量大，导致焊缝宽，熔深浅。铝合金具有快速的导热性。当冶金在高温下溶解时，大量的氢气为时已晚，以至于溢流并产生氢气孔（由熔池中的氢沉积形成的孔称为冶金孔，即氧化膜中的孔热量将未完全熔化的孔分开，这些孔称为氧化物孔。由于较高的冶金速度，焊缝金属较粗，焊缝变软，使强度降低到40％。铝合金熔点低，导热快，熔融金属流动性差，使焊接强度降低。焊缝难看，受热面积大，被加工材料容易变形，影响加工尺寸精度。传统的铝合金焊接质量难以保证，焊接速度难以满足批量生产的要求。图1.铝合金焊接过程中的氧化膜孔（左）和冶金孔（右）。随着激光加工应用的普及，特别是在光纤激光器问世之后，使用了激光焊接的铝合金，其热量输入少且热源集中。激光焊接的铝合金具有更高的能量密度，更短的激光波长和更高的高反射率。通过激光填充，激光-MIG混合焊接，双点​​激光焊接等工艺，可以显着提高铝合金焊接的成型效果，提高焊接质量。不论焊接方法如何，铝合金焊接的准备工作都是必不可少的，并且对铝合金的焊接质量有很大的影响。在焊接之前，对铝合金的表面进行无水酒精或丙酮擦拭，以去除吸附在表面上的杂质，例如水或油。为了防止工件在空气中被氧化，需要对工件进行机械抛光或化学处理并干燥，以尽快完成焊接。为了在铝合金焊接过程中加快熔池的流动性，可以在铝合金工件的背面填充铜板以改善焊接的形成。焊接时，使用氩气保护空气，从而减少气孔的产生。 3，激光焊接铝合金优化质量的具体措施铝合金激光焊接开始出现高反射现象，严重影响材料对激光能量的吸收，波长越短，对材料的吸收越好。材料，因此，光纤激光比。CO2激光对铝合金的吸收效果更好。光纤激光器的光束模式也优于CO2激光器，并且能量密度更加集中。一旦材料开始吸收光能，液态金属对光的反射率就会大大提高减少。使用双点激光焊接可以显着提高孔隙率，这主要是因为在与双束焊接时，两束激光束会形成一个较大的键孔，从而提高了键孔的稳定性并促进了气体的逸出，与串联双束激光相比，采用平行双束激光焊接，熔池内部温度梯度较小，降低了液态金属的凝固速度，延长了气泡的逸出时间，有利于降低孔隙率。还提高了送丝的稳定性，这有利于焊接的稳定性。图3双点激光示意图（左）和能量密度分布（右）图4平行双束激光焊接模型图5串行双束激光焊接模型