Zastosowanie technologii spawania laserowego w spawaniu metali różnoimiennych

Wiele gałęzi przemysłu wymaga łączenia różnych materiałów metalowych ze względów konstrukcyjnych, aplikacyjnych lub ekonomicznych. Łączenie różnych metali pozwala lepiej wykorzystać najlepsze właściwości każdego metalu. Dlatego przed rozpoczęciem jakiejkolwiek operacji spawania spawacz musi określić właściwości każdego materiału, w tym temperaturę topnienia metalu, rozszerzalność cieplną itp., A następnie wybrać odpowiedni dla siebie proces spawania na podstawie właściwości materiału.

Spawanie metali różnoimiennych odnosi się do procesu spawania dwóch lub więcej różnych materiałów (o różnym składzie chemicznym, strukturze metalograficznej lub właściwościach) w określonych warunkach procesu. Wśród spawania metali różnoimiennych najczęściej spotykanym jest spawanie stali różnoimiennych, a następnie spawanie metali nieżelaznych. Podczas spawania różnych metali powstanie warstwa przejściowa o właściwościach odmiennych od metalu rodzimego. Ponieważ różne metale różnią się znacznie właściwościami pierwiastkowymi, fizycznymi, chemicznymi itp., technologia operacji spawania różnych materiałów jest znacznie bardziej skomplikowana niż spawanie tego samego materiału.

Spawarki laserowe mogą pokonać te przeszkody i naprawdę osiągnąć doskonałe spawanie różnych metali.

1. Spawanie laserowe miedzi i stali

Spawanie miedzi ze stalą jest typowym spawaniem różnych materiałów. Istnieją duże różnice w temperaturach topnienia, współczynnikach przewodności cieplnej, współczynnikach rozszerzalności liniowej i właściwościach mechanicznych miedzi i stali, które nie sprzyjają bezpośredniemu spawaniu miedzi i stali. W oparciu o zalety spawania laserowego, takie jak wysoka gęstość energii cieplnej, mniej stopionego metalu, wąska strefa wpływu ciepła, wysoka jakość złącza i wysoka wydajność produkcji, aktualnym trendem rozwojowym stało się spawanie laserowe miedzi i stali. Jednak w większości zastosowań przemysłowych współczynnik absorpcji lasera przez miedź jest stosunkowo niski, a miedź jest podatna na defekty, takie jak utlenianie, pory i pęknięcia podczas procesu spawania. Proces spawania laserowego metali różnoimiennych z miedzi i stali w oparciu o lasery wielomodowe wymaga dalszego rozwoju.

2. Spawanie laserowe aluminium i stali

Temperatury topnienia aluminium i stali są bardzo różne i łatwo jest tworzyć metaliczne związki z różnych materiałów. Ponadto stopy aluminium i stali charakteryzują się wysokim współczynnikiem odbicia i wysoką przewodnością cieplną, dlatego podczas spawania trudno jest tworzyć dziurki od klucza, a podczas spawania wymagana jest duża gęstość energii. Eksperymenty wykazały, że kontrolując energię lasera i czas działania materiału, można zmniejszyć grubość warstwy reakcyjnej na granicy faz i skutecznie kontrolować powstawanie fazy pośredniej.

3. Spawanie laserowe aluminium magnezowego i stopów magnezowo-aluminiowych

Aluminium i jego stopy mają zalety dobrej odporności na korozję, wysokiej wytrzymałości właściwej oraz dobrej przewodności elektrycznej i cieplnej. Magnez to metal nieżelazny, który jest lżejszy od aluminium, ma wyższą wytrzymałość właściwą i sztywność właściwą oraz dobrą odporność na uderzenia. Głównym problemem spawania magnezowo-aluminiowego jest to, że sam metal nieszlachetny łatwo się utlenia, ma dużą przewodność cieplną i łatwo wytwarza defekty spawalnicze, takie jak pęknięcia i pory. Z łatwością wytwarza także związki międzymetaliczne, co znacznie obniża właściwości mechaniczne połączeń lutowanych.

Powyższe dotyczy zastosowania spawarki laserowej do różnych materiałów metalowych. Spawanie laserowe różnych materiałów metalowych rozszerzyło się z różnych stali na metale nieżelazne i ich stopy, zwłaszcza stopy magnezowo-aluminiowe i stopy tytanowo-aluminiowe. Spawanie laserowe poczyniło postępy i uzyskano złącza spawane o określonej głębokości wtopienia i wytrzymałości.