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4常见问题
您的位置: 首页 ->  常见问题 -> 如何利用高能束焊来焊接镁合金蚀刻板?

(1)电子束焊

电子束的能量密度高,穿透力很强,具有焊接速度快,热输入少,焊道宽度及热影响区窄,焊道熔深大,变形小,焊缝纯洁度高等优点。焊接镁合金蚀刻板时在电子束下方会立刻产生镁蒸气,熔融金属随即进入所产生的小孔中。由于镁合金的熔点低、蒸气压高,因而所生成的小孔也比其他的金属要大,容易在焊缝根部形成气孔,因此要求有一套精确的操作工艺以防止气孔与过热。焊接过程中电子束的周向摆动和聚焦点位置的调节有利于消除气孔,获得优质焊缝。此外,在焊缝周围预置同质填充金属、在背面采用紧密贴合的衬垫都能减少气孔。采用添丝方式焊接可以容易获得无缩松、缩孔和气孔等缺陷的焊缝,接头的静载强度可以与母材相当,接头的抗腐蚀性能甚至好于母材的。电子束焊通常在真空腔内进行,但焊接镁合金时金属的挥发对真空室污染很大,使其应用受到限制,实际应用的例子很少,有在AZ3l镁材上研究的实例,表明焊接效果良好。有研究表明非真空电子束可以用于镁合金蚀刻板的焊接,对于AZ31变形镁合金、AM50A以及AZ91D铸造镁合金,在适当的焊接工艺下均可获得良好的接头。相对较高的能量密度可以允许焊接速度达到15mΠmin,热输入少而焊接效率高。非真空电子束焊接可以获得良好的焊缝成形,有利于提高接头的疲劳强度。高速、有效、可高度实现自动化的非真空电子束焊接方法,有希望为镁合金蚀刻板结构件的广泛应用提供保证。

电子束焊焊缝的形状受焊接参数的影响较大,尤其是电流的大小。随着电流的增大,焊缝和热影响区的宽度也增大。有研究表明,对AZ91D合金采用不同的焊接方法,对比发现电子束焊接头的力学性能比较高,并且高于母材的,这主要是与其焊缝区晶粒非常细小、热影响区很窄有关。

(2)激光焊

激光焊是利用高能量密度激光束作为热源进行焊接的一种有效精密加工方法。与其他熔焊方法相比,激光焊具有能量密度高,热输入少,接头区残余应力和变形小,熔化区和热影响区窄,熔深大、焊缝组织细小、接头性能好等优点。此外激光焊不需要真空条件,保护气体种类及压力范围可方便选择,可借助偏转棱镜或光导纤维将激光束引导到难以接近的部位进行焊接、操作灵活,可穿过透明材料聚焦焊接等,这些都是电子束焊难以具备的。激光束可灵活控制,易于实现工件的三维自动化焊接。研究表明变形镁合金的激光焊焊缝强度可与母材的相近,通过选用适当的工艺参数可避免气孔与咬边的产生。

(3)激光2TIG复合焊

激光2TIG复合热源焊是在1970年提出的,然而,真正的应用直到近几年才出现,这主要得益于激光技术以及弧焊设备的发展,尤其是激光功率和电流控制技术的提高。激光电弧复合对焊接效率提高十分显著。这主要基于两种效应:一是较高的能量密度导致了较高的焊接速度,工件对流损失减小;二是两热源相互作用的叠加效应。焊接时,激光引发的等离子体使电弧更稳定,同时,电弧能进入熔池小孔,减小了能量

的损失。激光2TIG复合焊可显著增加焊速,约为TIG焊接的2倍,而且钨极烧损大大减小,寿命增加;坡口夹角亦减小,焊缝宽度与激光焊时相近。国内大连理工大学焊接技术研究所研制出了具有自主知识产权的激光2TIG复合焊接设备,能有效地将激光焊与氩弧焊有机结合起来,充分发挥各自优点,且进一步提高其综合性能,实现高速焊接。采用激光氩弧复合热源焊接工艺,可获得高质量焊接接头,接头的拉伸强度、疲劳强度、冲击韧性均与母材的相当,较目前采用的氩弧焊方法,接头性能(尤其是疲劳强度、冲击韧性)有显著提高。

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