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激光焊接中气孔产生原因和防止方法

激光焊接凭借能量集中、精度高、效果好等优势广泛应用于各个行业,激光焊接机给我们带来便利的同时也会产生诸多不确定因素。

在使用激光焊接机时如果操作不当或是工艺不够完善,焊接过程时常出现气孔的情况,要解决这一难题,首先要分析气孔产生的原因,再根据原因给出相应的解决方案。

在焊接过程中为什么会产生气孔?

气孔是焊缝金属在凝固过程中捕获气体所引起的。激光焊接时焊缝金属的冷却速度较常规焊接快得多,因此气体就不容易从焊缝中逸出,滞留在焊缝中形成气孔。

气孔产生的原因:一方面,由于粉末冶金材料受到烧结和压制条件的限制,不可能达到熔炼材料一样的致密性;另一方面,气孔也是激光焊过程中最常出现的缺陷,由于光致等离子体控制过程中,辅助气体动压力对熔池流动以及小孔内气体的逸出产生影响,它是深熔焊的一个直接结果。

激光功率和焊接速度对气孔的影响很大,研究气孔数量和激光功率大小的关系表明,随着激光功率的增加,气孔数增加。据推测,功率增加使熔化金属被加热到很高温度,产生金属蒸气,使熔池中液体金属变得不稳定产生湍流。通过降低激光功率提高焊接速度可减少金属蒸气的形成,从而抑制气孔的形成。

防止激光焊接产生气孔方法

利用冶金原理,采用活性气体,使得气体能够溶解于焊缝或与熔池金属发生反应生成化合物;

采用脉冲激光焊接,改变了小孔的行为,减少保护气体被卷入小孔。这种方法目前还不能完全消除气孔;

利用光束摆动的方法来减小或消除激光深熔焊中的气孔。由于焊接中加入摆动,束流对焊缝的往复摆动一方面使部分焊缝发生反复重熔,延长了焊接熔池液态金属停留的时间,同时,束流的偏转也增加了单位面积输入热,减小了焊缝的深宽比,有利于气泡的浮出,从而起到消除气孔的作用;

另一方面束流的摆动导致小孔随之摆动,又可以起到对焊接熔池提供一个搅拌力的作用,加大了焊接熔池的对流与搅拌,对消除气孔起有利作用;

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