铝合金激光焊接.ppt

1、铝合金激光焊接主要内容：国内外激光焊接设备的发展铝合金激光焊接原理激光焊接的特点影响铝合金激光焊接质量的因素铝合金激光焊接的应用及发展前景参考文献，国内外激光焊接的发展八十年代中期，激光焊接作为一种新技术，在欧美和日本得到了广泛的重视。1985年，德国蒂森钢铁公司与德国大众公司合作，成功地在奥迪100车身上采用了世界上第一个激光拼焊板。20世纪90年代，欧洲、北美和日本的主要汽车制造商开始大规模使用激光拼焊板技术制造汽车车身。激光拼焊板技术在中国的应用才刚刚开始。2002年10月25日，由德国蒂森克虏伯集团TWB公司引进的武汉蒂森克虏伯中国激光拼焊板，中国首条激光拼焊板专业化商业化生产线正式投

2、产。此后，上海宝钢阿塞洛激光拼焊有限公司和一汽宝友激光拼焊有限公司相继投产。中国科学院沈阳自动化研究所与日本石川岛重工有限公司合作，于2006年9月开发了中国第一条激光拼焊生产线成套设备，并成功开发了机器人激光焊接系统，实现了平面和空间曲线的激光焊接。激光焊接系统激光熔化极气体保护焊复合焊接设备、激光焊接视频、激光焊接设备激光焊接设备主要由激光器、导光系统、焊机和控制系统组成。激光器主要有两种：CO2气体激光器和YAG固体激光器。2.导光聚焦系统导光聚焦系统由圆偏振器、扩束器、反射镜或光纤、聚焦镜等组成。它可以改变光束的偏振态和方向，传输光束并聚焦。控制系统利用等离子体的光、声和电荷信号来检测

3、和控制激光焊接过程。手机饰品和铝合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于汽车、飞机、船舶等材料的制造。铝合金的几种先进焊接工艺：搅拌摩擦焊、激光焊接、激光-电弧复合焊接和电子束焊接。铝合金激光焊接技术是近20年发展起来的一项新技术。与传统焊接技术相比，它在焊接效率、可靠性和精度方面具有很大的优势。铝合金激光焊接原理激光焊接是一种以高能量密度激光束为热源的高效精密焊接方法。根据熔池的形成机理，激光焊接有两种基本模式：1 .热传导焊接；2.深穿透焊接和热传导焊接。使用的激光功率密度很低(105106Wcm2)。工件吸收激光后，只在表面熔化，然后热量通过热传导传递到工件内部，形成熔池。在这种

4、焊接模式下，熔化深度和深宽比很小。深熔焊接，高激光功率密度(大于106107Wcm2)，工件吸收激光后熔化甚至汽化，熔融金属在蒸汽压力的作用下形成一个小孔，激光束可以直接照射到孔的底部，使小孔不断延伸，直至小孔内的蒸汽压力与液态金属的表面张力和重力平衡。当小孔随着激光束沿着焊接方向移动时，小孔前面的熔融金属绕过小孔并向后流动，在凝固后形成焊缝。铝合金激光焊接的特点和优点是：能量密度高、热输入低、热变形小、熔化区和热影响区窄、熔化深度大；冷却速度快，获得微焊缝结构，接头性能好；与接触焊接相比，激光焊接不使用电极，减少了工时和成本；电子束焊接时不需要真空气氛，可以选择保护气体和压力，使待焊接工件的

5、形状不受电磁影响，不产生x光；它能在密封的透明物体内焊接金属材料。激光可以通过光纤长距离传输，这使得过程适应铝及其合金激光焊接的难点在于铝及其合金对辐射能的吸收很弱，CO2激光束的初始吸收率(波长10。6m)为1.7%。YAG激光束的吸收率(波长1。06 m)接近5%。在铝合金的实际焊接过程中，为了提高铝合金的激光吸收率，可以采取适当的工艺措施，如喷砂、阳极氧化等。铝合金表面也可以打磨、化学蚀刻、镀覆和涂覆石墨等。影响铝合金1激光焊缝质量的因素。焊接工艺参数(1)激光功率(2)散焦量的选择(3)焊接速度(4)保护气体(2)空气孔主要有两种类型，氢气孔和空气孔中的孔。3.裂纹和热裂纹是铝合金激光

6、焊接中最常见的缺陷。4.焊缝组织与性能、低熔点强化元素、应用及发展前景。1.铝合金激光焊接技术在船舶建造中的应用经过近几年的发展，从焊接设备、焊接材料到焊接技术，熔化极气体保护焊已经日趋成熟，获得高质量的熔化极气体保护焊已经成为可能。目前，国外90%以上的铝合金焊接采用熔化极气体保护焊。国内铝合金熔化极气体保护焊技术也发展迅速。鉴于船用铝合金焊接和熔化极气体保护焊的突出优势，成熟的铝合金熔化极气体保护焊工艺将为铝合金在造船中的应用提供有力保障。铝合金焊接技术在汽车生产中的应用减轻了汽车的重量，降低了能耗，减少了污染，提高了燃油效率，是解决汽车节能和环保问题的最有效措施。减轻汽车重量的主要途径是

7、修改结构设计、降低汽车规格和采用新材料。其中，使用轻质结构材料是最有潜力的方法之一。由于铝合金具有比强度高、耐腐蚀、热稳定性好、易成型、重现性好、结构简单等一系列优点，能够满足汽车行业的上述要求，因此受到汽车行业的青睐。在美国和俄罗斯，2219、1201和1420铝合金被广泛使用，2195铝合金也被应用。在中国，S147和2195在未来航天型号中的应用前景不容忽视。载人航天和可重复使用航天器对焊接结构的可靠性提出了更高的要求。随着这一工艺的出现，新的焊接技术在航天焊接生产中的应用必将突飞猛进。焊接自动化和高质量可靠性保证能力将是21世纪焊接技术的基本要求。铝合金焊接技术作为拓展铝合金在工业领域应用的关键技术之一，必将得到进一步发展。其中，随着以微处理器和数字信号处理芯片为核心的全数字焊机的不断进步，脉冲熔化极气体保护焊和钨极氩弧焊的广泛应用，将使更多停留在铝合金焊接理论