激光焊接技术在紫铜焊接应用的难点解析

2021-06-28 17:46

目前工业制造中，有色金属的消耗量紫铜排行第二，仅次于铝。紫铜在建筑工业、电气、机械制造等行业都有着广泛应用。紫铜有着良好的导电性和导热性，极好的塑性，易于热压和冷压力加工，随着生产需求的不断提升，紫铜的应用也逐渐被扩展。

激光焊接具有能量密度大、熔化金属量少、热影响区窄，以及焊接质量高和生产效率高等优点，应用于紫铜焊接可以有效提高生产效率，逐渐被越来越多的行业选择。但由于高反材料对光纤激光的吸收率较低，所以加工难度也较大，这对激光光源也有着更多的要求。

紫铜焊接容易出现的问题：

（1）难融合和易变性：由于紫铜的导热系数比较大，焊接时热量传输速度很快，焊接件整体的热影响区也大，很难将材料融合在一起；又由于紫铜的线膨胀系数很大，焊接受热时，夹具夹紧力度不当都会使材料发生变形。

（2）易出现气孔：紫铜焊接时会产生的另一个重要问题是气孔，尤其是深熔焊接时更严重。气孔的产生主要是两种情况导致的，一种是氢元素溶解在紫铜中而直接产生的扩散性气孔，另外一种是氧化还原反应带来的反应气孔。

解决办法：

室温下紫铜对红外激光的吸收率约为5％，加热到熔点附近后吸收率能够达到20％左右，要实现紫铜的激光深熔焊接，就必须提高激光功率密度。

采用高功率的激光器再配合摆动焊接头，在深熔焊接时用光束搅动熔池、扩大匙孔，益于气体溢出，使焊接过程更稳定，飞溅更少，焊后微气孔更少。

激光焊接技术在紫铜焊接应用的难点

焊接技巧：

（1）焊接时焊接头的角度倾斜，以防止长期回反光损伤激光器。

（2）激光的功率一定要达到紫铜的吸收值防止光被反射。

（3）激光器小芯径能量密度比集中易达到紫铜的吸收值。

（4）摆动焊接可提升焊接的表面质量。

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