激光焊缝气孔有三种成因,对应三种不同的解法
小孔塌陷、溶解气体与污染物汽化都会产生空洞,在射线底片上看起来相似,却对相反方向的调整作出响应。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
气孔是激光焊缝中最常见的缺陷,也是最常被误诊的,因为不同机理产生的空洞事后看起来很像。区分它们很重要,因为对应的纠正措施指向不同方向。
小孔失稳型气孔
在深熔焊中,小孔是一个靠蒸气压维持张开的动态空腔。它会波动;一旦瞬时塌陷,被困住的蒸气就在周围熔体凝固时变成空洞。
这类气孔通常较大、形状不规则,并集中在焊缝根部。解法是稳定小孔:调整功率、行进速度、焦点位置,或用光束整形加宽小孔以降低塌陷概率。值得注意的是,降低功率有时反而有效——如果先入为主地认为气孔意味着能量不足,这会显得违反直觉。
溶解气体型气孔
氢和氮溶解于熔融金属,并在冷却时析出。在铝中这是众所周知的问题:凝固时氢溶解度急剧下降,析出的气体形成细小、球形、弥散分布的气孔。
来源是表面水分、水合氧化层、润滑剂,以及保护不到位。解法在材料一侧:清洁、临焊前去除氧化层、干燥存放,以及能把大气隔绝在凝固熔池之外的保护措施。工艺参数几乎帮不上忙。
污染物汽化型气孔
锌层、油污、油漆与胶粘剂在远低于金属熔点的温度下汽化。蒸气必须逸出,而在封闭接头中它只能穿过熔池逸出,由此产生气孔并常伴剧烈飞溅。
解法在接头设计或预处理:在镀锌搭接接头上刻意留排气间隙、去除焊接区域的镀层,或做脱脂处理。
为什么区分很重要
一个看到气孔就去调激光参数的团队,能改善小孔型气孔,而对溶解气体型气孔毫无作用。一个去清洁材料的团队,能解决污染型气孔,却在小孔失稳上白费力气。
金相截面上的气孔形貌与分布,通常能指出哪种机理占主导;而尽早做这个截面,比任何数量的参数试凑都更省时间。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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