激光焊接技術在紫銅焊接工藝的問題及解決技巧
時間：2022-05-20 14:17 閱讀：4790 次
當激光焊接銅材料時，銅材料很高的熱傳導性能使得高能量的激光熱量從焊接頭處快速擴散，這時材料難以維持熱平衡而進行可靠焊接。從原理上來講，這是由于銅的高反射性造成的。所以一般激光焊接技術在紫銅焊接的產品時，通常采用提高激光器功率的方法來克服材料的反射問題，保證有足夠的材料傳輸到銅上，會提供銅材料的溫度，這使得銅材料的反射率降低。下面有武漢瑞豐光電激光工程師介紹激光焊接技術在紫銅焊接工藝的問題。
激光焊接技術在紫銅焊接工藝的問題：
由于紫銅的性質，使得紫銅在焊接過程中易出現以下三個主要缺陷:
(1)難熔合及易變形;紫銅的導熱系數在20°C時為393.6W/(mk)， 在1000°C時為326.3W/(mk)。由于紫銅的導熱系數比較大，當焊接時，熱量傳輸速度很快，從而使得紫銅與填充物難以熔合在一塊，焊接件的熱影響區較大:又由于紫銅的線膨脹系數很大，焊接時如果夾緊不到位，會致使工件發生明顯的變形。
(2)熱裂紋;紫銅中含有少量的氧等雜質，紫銅在加熱過程中比較容易被氧化，生成氧化亞銅 ，氧化亞銅可以和銅元素生成低熔點共晶物。而共晶物的熔點低于紫銅的熔點，從而導致紫銅焊接過程中容易發生熱裂紋。紫銅中可能還含有少量Sn (錫)、Bi (鉍)、S(硫)等雜質，也會生成SnCu、BiCu、Cu2S 等低熔點共晶物，可以使焊縫產生熱裂紋，所以必須要非常嚴格的控制紫銅所含的這些雜質，尤其是在用來制作焊接件結構時。
(3)氣孔，紫銅焊接時會產生的一個重要問題是氣孔，尤其是在熔化焊時候，這種情況非常嚴重。氣孔的產生主要是兩種情況導致的，一種是氫元素溶解在采用高功率的激光器再配合擺動焊接頭，在深熔焊接時用光束攪動熔池、擴大匙孔，益于氣體溢出，使焊接過程更穩定，飛濺更少，焊后微氣孔更少。
激光焊接技術在紫銅焊接工藝技巧：
(1) 對紫銅表面進行合適的處理，切斷產生氣孔的氣體來源;
(2)選擇優良的工藝參數，使溶解在金屬中的氣體以最大的速度上浮逸出;
(3)合理選用保護氣體和合適的氣體保護措施，提高焊接過程中的氣體保護力度。
(4)焊接時，焊接頭有傾角，避免長時間反射會損傷激光器。
(5)激光功率必須達到紫銅吸收值，避免光被反射。
(6)激光器小芯直徑能量密度比值極容易達到紫銅吸收值。
(7)擺動焊接可以提高焊接表面質量。
以上就是激光焊接技術在紫銅焊接工藝的問題及解決技巧，激光在紫銅焊接中的工藝應用，長期以來受到紫銅對激光高反射率的制約。近年來具有優質光束質量的大功率激光器的市場化程度大大提高，為激光應用于紫銅焊接提供了可能。同時，電能在能源消耗中所占比例日益增加，市場對紫銅及其優質、高效焊接技術的需求也日益迫切。近年來國外一些高校和科研機構紛紛開展紫銅優質、高效焊接技術的開發和研究，期望將激光應用于紫銅的焊接，解決市場對紫銅優質、高效焊接技術的需求。
激光焊接技術在紫銅焊接工藝的問題：
由于紫銅的性質，使得紫銅在焊接過程中易出現以下三個主要缺陷:
(1)難熔合及易變形;紫銅的導熱系數在20°C時為393.6W/(mk)， 在1000°C時為326.3W/(mk)。由于紫銅的導熱系數比較大，當焊接時，熱量傳輸速度很快，從而使得紫銅與填充物難以熔合在一塊，焊接件的熱影響區較大:又由于紫銅的線膨脹系數很大，焊接時如果夾緊不到位，會致使工件發生明顯的變形。
(2)熱裂紋;紫銅中含有少量的氧等雜質，紫銅在加熱過程中比較容易被氧化，生成氧化亞銅 ，氧化亞銅可以和銅元素生成低熔點共晶物。而共晶物的熔點低于紫銅的熔點，從而導致紫銅焊接過程中容易發生熱裂紋。紫銅中可能還含有少量Sn (錫)、Bi (鉍)、S(硫)等雜質，也會生成SnCu、BiCu、Cu2S 等低熔點共晶物，可以使焊縫產生熱裂紋，所以必須要非常嚴格的控制紫銅所含的這些雜質，尤其是在用來制作焊接件結構時。
(3)氣孔，紫銅焊接時會產生的一個重要問題是氣孔，尤其是在熔化焊時候，這種情況非常嚴重。氣孔的產生主要是兩種情況導致的，一種是氫元素溶解在采用高功率的激光器再配合擺動焊接頭，在深熔焊接時用光束攪動熔池、擴大匙孔，益于氣體溢出，使焊接過程更穩定，飛濺更少，焊后微氣孔更少。
激光焊接技術在紫銅焊接工藝技巧：
(1) 對紫銅表面進行合適的處理，切斷產生氣孔的氣體來源;
(2)選擇優良的工藝參數，使溶解在金屬中的氣體以最大的速度上浮逸出;
(3)合理選用保護氣體和合適的氣體保護措施，提高焊接過程中的氣體保護力度。
(4)焊接時，焊接頭有傾角，避免長時間反射會損傷激光器。
(5)激光功率必須達到紫銅吸收值，避免光被反射。
(6)激光器小芯直徑能量密度比值極容易達到紫銅吸收值。
(7)擺動焊接可以提高焊接表面質量。
以上就是激光焊接技術在紫銅焊接工藝的問題及解決技巧，激光在紫銅焊接中的工藝應用，長期以來受到紫銅對激光高反射率的制約。近年來具有優質光束質量的大功率激光器的市場化程度大大提高，為激光應用于紫銅焊接提供了可能。同時，電能在能源消耗中所占比例日益增加，市場對紫銅及其優質、高效焊接技術的需求也日益迫切。近年來國外一些高校和科研機構紛紛開展紫銅優質、高效焊接技術的開發和研究，期望將激光應用于紫銅的焊接，解決市場對紫銅優質、高效焊接技術的需求。
