铝合金在汽车工业上的应用越来越多,早在20世纪80年代,许多科学技术人员就已研究了铝及铝合金的激光焊接,铝合金的激光焊接与钢的激光焊接不同。
了激光焊接工艺参数对铝合金焊接质量的影响。图3-60所示为6056铝合金不同焊速下的激光焊缝截面;图3-61所示为不同离焦量下6056铝合金激光对焊缝气孔的影响( 焦距为
150mm ,F=NA=7.1)。
从图3-61中可以看到,采用+0. 5mm的离焦量可得到较小的气孔率。如果采用200mm长焦距,则离焦量控制在土1mm。当光東人射角在10°~15°时,对气孔率的影响不是很大,一旦超过了25°则对气孔的影响很大。采用士10°入射角可得到较好的焊缝质量。对激光
焊接1.25mm厚的铝合金板进行拉伸强度试验,结果表明焊缝区的张力强度达到2300MPa。
在铝合金激光焊接中,提高焊缝塑性、减少气孔是提高焊接强度和质量的重要途径,故要优化焊接工艺参数(如激光功率、焊接速度、离焦量及辅助吹气等)。图3-62所示为铝
合金激光焊接速度与激光功率的关系。
由于铝及铝合金表面对CO2激光的反射率很高,因此在进行激光焊接时必须提高单位长度上的激光功率密度。另外在焊接铝合金时,随着温度的升高,氢在铝合金中的溶解度急剧增加,使之容易形成气孔。另-,种产生气孔的原因是表面氧化膜。图3-63所示为21219和7475铝合金焊缝截面组织照片。
为了减小铝合金激光焊接中气孔、裂纹等缺陷,可以从以下几个方面人手:
1)优化激光焊接工艺参数(如激光功率、焊接速度、离焦量及辅助吹气等),提高焊接速度,加快焊接过程中的凝固速度,减少气孔的形成,选取合适的离焦量和光東人射角。
2)采用He + Ar的混合气体作辅助气体。
3)采用填充料方式。
4)采用复合焊接方式。
在铝合金激光焊接中,辅助吹气- -般采用He或Ar混合气体,一般采用Ar+ He混合气体效果较好,He和Ar的混合可以有效地抑制焊接时的光致等离子体。