Soldadura láser en aleaciones de aluminio
Las aleaciones de aluminio tienen las ventajas de baja densidad, alta resistencia y buena resistencia a la corrosión, por lo que son ampliamente utilizadas en la industria automotriz, las industrias de nuevas energías, aeroespacial y de la construcción. En la actualidad, la soldadura por láser se ha utilizado ampliamente en la producción de productos de aleación de aluminio. En comparación con los métodos de soldadura tradicionales, la soldadura láser puede proporcionar una mayor eficiencia de producción, una mejor calidad de soldadura y lograr una soldadura de alta precisión y automatización de estructuras complejas.
La soldadura láser es una tecnología en la que se irradia un láser de alta intensidad a la superficie del metal, y el metal se funde y luego se enfría y cristaliza para formar una soldadura a través del acoplamiento térmico entre el láser y el metal. Según el mecanismo de acción térmica de la soldadura láser, se puede dividir en dos tipos: soldadura por conducción térmica y soldadura por penetración profunda. La soldadura por conducción térmica se utiliza principalmente para soldadura de embalaje o soldadura micro-nano de piezas de precisión; La soldadura láser de penetración profunda se utiliza principalmente para soldar materiales que requieren una penetración completa. Entre ellos, el proceso de soldadura vaporizará el material y aparecerá el fenómeno del ojo de la cerradura en la piscina fundida. Es el método de soldadura láser más utilizado en la actualidad y también es el método preferido para la soldadura de aleaciones de aluminio. Materiales auxiliares, equipo de soldadura sencillo, sin consumibles, fácil de automatizar. 02 Desventajas: los requisitos para la película de soldadura son altos, por lo que la soldadura es fácil de hundir; el punto de partida y el punto final de la soldadura son puntos clave fáciles de producir; la estabilidad del proceso de soldadura es general y es fácil que ocurran defectos de soldadura. 03Caso: industria de decoración de edificios - 5 serie soldadura de marco de puerta de aleación de aluminio.
Debido a las propiedades físicas inherentes de las aleaciones de aluminio, como baja absorción de láser, bajo punto de ebullición de los elementos de aleación, alta conductividad térmica, alto coeficiente de expansión térmica, rango de temperatura de solidificación relativamente amplio, alta contracción de solidificación, baja viscosidad y alta absorción de hidrógeno en líquido estado, etc., por lo que defectos como poros y grietas en caliente se generan fácilmente durante el proceso de soldadura por láser. Entre ellos, la porosidad es la forma más probable de defecto en el proceso de soldadura láser de aleaciones de aluminio. Destruirá la compacidad del metal de soldadura, debilitará el área transversal efectiva de la soldadura y reducirá las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de la soldadura. Por lo tanto, se deben tomar medidas efectivas. Medidas para evitar la generación de poros y mejorar la calidad interna de la soldadura.
Laser fusion welding porosity suppression method 01 Suppresses welding porosity through pre-welding surface treatment. Pre-welding surface treatment is an effective method to control metallurgical porosity in aluminum alloy laser welds. Usually, the surface treatment methods include physical and mechanical cleaning and chemical cleaning. After comparison, the process of chemically treating the surface of the test plate (metal cleaning agent cleaning - water washing - alkali cleaning - water washing - acid washing - water washing - drying) is the best. Among them, 25NaH (sodium hydroxide) solution is used for alkaline cleaning to remove the surface thickness of the material, and 20% HN03 (nitric acid) + 2% (hydrogen fluoride) aqueous solution is used for pickling to neutralize the residual alkali solution. After the surface treatment of the test plate, the welding is carried out within 24 hours , When the test plate stays for a long time after treatment, wipe it with anhydrous alcohol before welding. 02 Suppressing welding porosity through welding process parameters The formation of weld porosity is not only related to the quality of the surface treatment of the weldment, but also related to the welding process parameters. The influence of welding parameters on the weld porosity is mainly reflected in the penetration of the weld, that is, the back The effect of aspect ratio on stomata. It can be seen from the test that when the back-to-width ratio of the weld is R>0.6, la distribución concentrada de los poros de la cadena en la soldadura se puede mejorar de manera efectiva. Se elimina el residuo de poros en la soldadura.
03 A través de la selección correcta del gas de protección y el caudal para suprimir los poros de soldadura La selección del gas de protección afecta directamente la calidad, la eficiencia y el costo de la soldadura. Durante el proceso de soldadura por láser, la inyección correcta de gas de protección puede reducir efectivamente los poros de soldadura. Ar (argón) y He (helio) se utilizan para proteger la superficie de la soldadura. En el proceso de soldadura láser de aleaciones de aluminio, el grado de ionización de Ar y He en el láser es diferente, lo que da como resultado una formación de soldadura diferente. El resultado muestra que la elección de Ar La porosidad global de la soldadura obtenida como gas de protección es menor que la de la soldadura cuando se selecciona He como gas de protección. Al mismo tiempo, también debemos prestar atención al hecho de que una gran cantidad de plasma generado por la soldadura no se puede eliminar si el caudal de gas es demasiado pequeño (10 L/min), lo que hace que el baño de soldadura sea inestable y aumenta la probabilidad. de formación de porosidad. El caudal de gas es moderado (alrededor de 15 l/min) y se puede obtener el plasma. Control efectivo, el gas protector tiene un buen efecto antioxidante en el baño fundido y la porosidad es mínima. El flujo de aire excesivo va acompañado de una presión de gas excesiva, de modo que parte del gas protector se mezcla con el baño fundido y aumenta la porosidad.
La supresión de defectos de porosidad en la soldadura láser de aleaciones de aluminio siempre ha sido un problema en la industria. Afectado por el rendimiento del propio material de aleación de aluminio, el fenómeno de la falta de porosidad en la soldadura no se puede evitar por completo durante el proceso de soldadura, pero la porosidad solo se puede reducir. A través de la optimización del proceso antes y después de la soldadura, hemos resumido y propuesto tres formas de suprimir la porosidad a través de experimentos para referencia de colegas de la industria. El láser DOTSLASER no solo se enfoca en la investigación e innovación de la tecnología de productos láser, sino que también desarrolla y explora varias tecnologías de procesamiento láser, y espera discutir con más expertos de la industria para promover la mejora de la tecnología de procesamiento láser en mi país.
