Laserhitsaustekniikan soveltaminen erilaisten metallien hitsaukseen

Monet teollisuudenalat vaativat erilaisten metallimateriaalien yhdistämistä rakenteellisista, käyttötarkoituksista tai taloudellisista syistä. Eri metallien yhdistäminen voi hyödyntää paremmin kunkin metallin parhaat ominaisuudet. Siksi hitsaajan on ennen hitsauksen aloittamista määritettävä kunkin materiaalin ominaisuudet, mukaan lukien metallin sulamispiste, lämpölaajeneminen jne., ja sitten valittava hänelle sopiva hitsausprosessi materiaalin ominaisuuksien perusteella.

Erilaiset metallihitsaukset viittaavat prosessiin, jossa hitsataan kahta tai useampaa eri materiaalia (joilla on erilaiset kemialliset koostumukset, metallografiset rakenteet tai ominaisuudet) tietyissä prosessiolosuhteissa. Erilaisten metallien hitsauksesta yleisin on erilaisten terästen hitsaus, jota seuraa erilaisten ei-rautametallien hitsaus. Kun hitsataan erilaisia ​​metalleja, syntyy siirtymäkerros, jolla on erilaiset ominaisuudet kuin perusmetallilla. Koska erilaisilla metalleilla on merkittäviä eroja alkuaineominaisuuksissa, fysikaalisissa ominaisuuksissa, kemiallisissa ominaisuuksissa jne., erilaisten materiaalien hitsaustekniikka on paljon monimutkaisempi kuin saman materiaalin hitsaus.

Laserhitsauskoneet voivat voittaa nämä esteet ja saavuttaa täydellisen erilaisten metallien hitsauksen.

1. Kuparin ja teräksen laserhitsaus

Kupari-teräshitsaus on tyypillinen erilaisten materiaalien hitsaus. Kuparin ja teräksen sulamispisteissä, lämmönjohtavuuskertoimissa, lineaarilaajenemiskertoimissa ja mekaanisissa ominaisuuksissa on suuria eroja, jotka eivät ole suotuisia kuparin ja teräksen suoralle hitsaukselle. Laserhitsauksen etujen, kuten korkean lämpöenergiatiheyden, vähemmän sulavan metallin, kapean lämpövaikutusalueen, korkean liitoksen laadun ja korkean tuotantotehokkuuden, perusteella kuparin ja teräksen laserhitsauksesta on tullut nykyinen kehitystrendi. Useimmissa teollisissa sovelluksissa kuparin laserin absorptionopeus on kuitenkin suhteellisen alhainen, ja kupari on altis vaurioille, kuten hapettumiselle, huokoille ja halkeamille hitsausprosessin aikana. Monimuotolasereihin perustuva kuparin ja teräksen erilaisten metallien laserhitsausprosessi vaatii edelleen kehittämistä.

2. Alumiinin ja teräksen laserhitsaus

Alumiinin ja teräksen sulamispisteet ovat hyvin erilaisia, ja metalliyhdisteitä on helppo muodostaa erilaisista materiaaleista. Lisäksi alumiini- ja terässeoksilla on korkea heijastavuus ja korkea lämmönjohtavuus, joten avaimenreikiä on vaikea muodostaa hitsauksen aikana ja hitsauksen aikana vaaditaan suurta energiatiheyttä. Kokeissa on havaittu, että ohjaamalla laserenergiaa ja materiaalin toiminta-aikaa voidaan rajapinnan reaktiokerroksen paksuutta pienentää ja välifaasin muodostumista ohjata tehokkaasti.

3. Magnesiumalumiinin ja magnesiumalumiiniseosten laserhitsaus

Alumiinilla ja sen seoksilla on hyvä korroosionkestävyys, korkea ominaislujuus ja hyvä sähkön- ja lämmönjohtavuus. Magnesium on ei-rautametalli, joka on alumiinia kevyempää, sillä on korkeampi ominaislujuus ja ominaisjäykkyys sekä hyvä iskunkestävyys. Magnesium-alumiinihitsauksen pääongelma on, että perusmetalli itsessään hapettuu helposti, sillä on suuri lämmönjohtavuus ja se tuottaa helposti hitsausvirheitä, kuten halkeamia ja huokosia. Se tuottaa myös helposti metallien välisiä yhdisteitä, mikä heikentää merkittävästi juotosliitosten mekaanisia ominaisuuksia.

Yllä oleva on laserhitsauskoneen hitsaussovellus erilaisiin metallimateriaaleihin. Erilaisten metallimateriaalien laserhitsaus on laajentunut erilaisista teräksistä ei-rautametalleihin ja niiden seoksiin, erityisesti magnesium-alumiiniseoksiin ja titaani-alumiiniseoksiin. Laserhitsaus on edistynyt ja hitsattuja liitoksia on saatu tietyllä tunkeutumissyvyydellä ja -lujuudella.