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小孔效應(yīng)與等離子體對金屬激光焊接的影響

在金屬激光焊接過程中，小孔的出現(xiàn)可以大大提高材料對激光的吸收率，焊接可以獲得更多的能量，而鋁元素以及金屬中的Mg、Zn、Li沸點(diǎn)低、易蒸發(fā)且蒸汽壓大，雖然這有助于小孔的形成，但等離子體的冷卻作用(等離子體對能量的屏蔽和吸收，減少了激光對母材的能量輸入)使得等離子體本身'過熱'，卻阻礙了小孔維持連續(xù)存在，容易產(chǎn)生氣孔等焊接缺陷，從而影響焊接成形和接頭的力學(xué)性能，所以小孔的誘導(dǎo)和穩(wěn)定成為保證激光焊接質(zhì)量的一個(gè)重點(diǎn)。

因?yàn)榻饘俚母叻瓷湫院透邔?dǎo)熱性，要誘導(dǎo)小孔的形成就需要激光有更高的能量密度。能量密度閾值的高低本質(zhì)上受其合金成分的控制，因此可以通過控制工藝參數(shù)，選擇確定激光功率保證合適的熱輸入量來獲得穩(wěn)定的焊接過程。另外，能量密度閾值一定程度上還受到保護(hù)氣體種類的影響。例如，激光焊接金屬時(shí)使用N2氣時(shí)可較容易地誘導(dǎo)出小孔,而使用He氣則不能誘導(dǎo)出小孔。這是因?yàn)镹2和Al之間可發(fā)生放熱反應(yīng)，生成的Al-N-O三元化合物提高了對激光吸收率。

釬焊是運(yùn)用比工件熔點(diǎn)低的金屬資料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于工件熔點(diǎn)的溫度，應(yīng)用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件完成原子間的互相擴(kuò)散，從而完成焊接的辦法。

不銹鋼焊接加工時(shí)構(gòu)成的銜接兩個(gè)被銜接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側(cè)在焊接時(shí)會(huì)遭到焊接熱作用，而發(fā)作組織和性能變化，這一區(qū)域被稱為熱影響區(qū)。不銹鋼焊接加工時(shí)因工件資料焊接資料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區(qū)可能產(chǎn)生過熱、脆化、淬硬或軟化現(xiàn)象，也使焊件性能降落，惡化焊接性。這就需求調(diào)整焊接條件，焊前對焊件接口處預(yù)熱、焊時(shí)保溫和焊后熱處置能夠改善焊件的焊接質(zhì)量。

氣壓焊

氣壓焊和氣焊一樣，氣壓焊也是以氣體火焰為熱源。焊接時(shí)將兩對接的工件的端部加熱到一定溫度，后再施加足夠的壓力以獲得牢固的接頭。是一種固相焊接。 氣壓焊時(shí)不加填充金屬，常用于鐵軌焊接和鋼筋焊接。

電渣焊

電渣焊是以熔渣的電阻熱為能源的焊接方法。焊接過程是在立焊位置、在由兩工件端面與兩側(cè)水冷銅滑塊形成的裝配間隙內(nèi)進(jìn)行。焊接時(shí)利用電流通過熔渣產(chǎn)生的電阻熱將工件端部熔化。 根據(jù)焊接時(shí)所用的電極形狀，電渣焊分為絲極電渣焊、板極電渣焊和熔嘴電渣焊。

電渣焊的特點(diǎn) ：在電渣焊的焊接過程中，除開始階段有一電弧過程外，其余均為穩(wěn)定的電渣過程，與埋弧焊有本質(zhì)區(qū)別。

電渣焊的優(yōu)點(diǎn)是：可焊的工件厚度大（從30mm到大于1000mm），生產(chǎn)率高。主要用于在斷面對接接頭及丁字接頭的焊接。 電渣焊可用于各種鋼結(jié)構(gòu)的焊接，也可用于鑄件的組焊。電渣焊接頭由于加熱及冷卻均較慢，熱影響區(qū)寬、顯微組織粗大、韌、因此焊接以后一般須進(jìn)行正火處理。