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激光焊的焊縫形成特點

發布時間：2015-08-10

   激光熱傳導焊焊縫的彤成特點與一些常規焊接方法相似。激光焊接機的熔池有周期性變化，主要原因是激光與物質作用過程中的白振蕩效應。這種自振蕩的頻率與激光束的參數、金屬的熱物理性能和金屬蒸氣的動力學特性有關。一般其頻率為l02～l04Hz，而溫度波動的振幅約為 (1～5) XlOzK。
    由于自振蕩效應，使熔池中的小孔和金屬的流動現象也發生周期性變化。當金屬蒸氣和等離子體屏蔽激光束時，金屬蒸發也減少，作為充滿金屬蒸氣的小孔也會縮小，底部就會被液態金屬所填充。一旦解除對激光束的屏蔽，又重新形成小孔。同樣，液態金屬的流動速度和擾動狀態也會發生周期性變化。
    高功率密度的激光可以使材料的熔化在很短的周期內完成，并以很快的速度凝固，導致自動化激光焊接機焊縫組織與常規熔焊組織區別較大。激光焊縫的組織細、熱影響區窄，經常含有較多的非平衡組織，相的固溶度通常較高。
    由于激光深熔焊的熱輸入是電弧焊的1／10～113，因此凝固過程很快。特別是在焊縫的下部，因很窄且散熱情況好，故有很高的冷卻速度，使焊縫內產生細化的等軸晶，晶粒的尺寸為電弧焊的1/3。
    多功能激光焊接機熔池的周期性變化，有時會在焊縫中產生兩個特有的現象。第一是氣孔，按它們的大小而言，也可以稱為空洞。充滿金屬蒸氣的小孔，由于發生周期性變化，同時熔化的金屬又崔它的周圍從前沿向后沿流動，加上激光焊時焊縫金屬的冷卻速度較常規焊接快得多，因此氣體就不容易從焊縫中逸出，滯留在焊縫中形成氣孔。第二是焊縫根部熔深的周期性變化，這與小孔的周期性變化有關，是由激光焊接機激光深熔焊自振蕩現象的物理本質所決定的。
    從焊縫的縱剖面來看，由于熔池中熔化金屬從前部向后部流動的周期變化，使激光焊接機焊縫形成層狀組織。由于周期變化的頻率很高，所以層間距離很小。這些因素和激光的凈化作用，都有利于提高焊縫的力學性能和抗裂性。