紫铜焊接研究进展

1、紫铜焊接研究进展绪论高反射率、高导热率严重的焊接缺陷由于紫铜导热性好,焊接时热量迅速从加热区传导出去,使母材与填充金属难以熔合,同时紫铜对激光的高反射性，使得高质量的紫铜焊接成为一个难题紫铜激光焊接研究进展激光预处理后的紫铜表面线切割后的断面焊接采用前置激光脉冲波形实验设备和激光波形B. Genc Oztoprak等人提出了一种通过添加Stellite 6粉体来增加紫铜对激光吸收率的方法。主要是将粉体随同保护气体一起送至焊缝，所采用的激光波形为脉冲波。在激光输入能量峰值为3.1KW时即可获得较好的焊接效果。 剪切强度随激光峰值能量变化曲线焊缝尺寸随激光峰值能量变化曲线试验设备熔深和飞溅输入能量

2、减小，焊接机制由深熔焊转变为热导焊，小孔破裂，形成气孔。 越大 ， 越小 ，小孔维持的时间越长。气孔表面质量 Peter Stritt, Rudolf Weber, Thomas Graf. Utilizing Laser Power Modulation to Investigate the Transition from Heat-Conduction to Deep-Penetration Welding. Physics Procedia. 12,2011 :224-231.试验设备示意图归一化的反射信号对应的高速摄像 机拍摄的图像随功率变化小孔形成和崩塌的临界值变化图在一个周期内，激

3、光功率上升阶段，小孔的形成需要较大的能量输入，即小孔形成相对较困难，而在功率降低阶段，在能量更低时才会发生小孔的崩塌焊缝宽度随功率和光斑直径比值变化关系曲线深熔焊临界值不同平均功率下熔深随调制频率变化曲线平均功率由2.5KW提高至2.8KW，熔深显著增加，主要是因为在2.8KW时有小孔形成。1000HZ下，平均功率2.5KW时被反射的激光能量1000HZ下，平均功率2.8KW时被反射的激光能量试验设备激光束及X射线方向示意图高速X射线下观察到的焊缝图像高速高速X射线下射线下 观察到紫铜焊接过程中的气孔形成过程观察到紫铜焊接过程中的气孔形成过程不同调制频率下焊接时气孔的形成过程较低的调制频率反而

4、使焊缝中的气孔增多，但当调制频率继续增加至一定值后，气孔数量显著降低，焊接质量明显提高。不同焊接功率下焊接结果对比图试验研究完全焊透及未焊透X射线及激光方向示意图焊接功率越高，挤压至焊缝表面的熔融金属越多，产生飞溅的速度越大，而且在12KW的焊接功率下，在焊缝内部产生了裂纹。而在低于12KW的焊接速率下，表面多余的熔融金属被拉回熔池，飞溅较少。焊接功率对焊接质量的影响离焦量对焊接质量的影响不同离焦量下焊接结果对比图（未焊透）不同离焦量下焊接结果对比图（完全焊透）当激光光斑的焦点处于金属中即离焦量为负的时候可以获得较好的焊接结果。而且随着离焦量的变化，飞溅产生的形式随之改变。熔池的流动行为与飞溅

5、产生的关系未焊透时熔池的流动行为模拟完全焊透情况下熔池流动行为模拟铂离焦量为正的时候，小孔前壁的熔融金属有向上流动的趋势使得飞溅一般产生在小孔出口的边缘。离焦量为0的时候，熔池后上方的熔融金属快速流动形成飞溅。负离焦量的时候，熔池的流动相对比较平稳，产生的飞溅较少。离焦量的改变直接改变了小孔中能量的分布情况，小孔壁上大量蒸汽的反冲压力随之改变，而蒸汽压的改变就导致了小孔壁上熔融金属的流动方向。熔池被金属流动方向改变后，产生飞溅的多少和方式也就发生了变化。2022-6-22工艺参数郁雯霞.不预热紫铜TIG焊接工艺研究.机械工程师.2009,11:128-131.一般焊法和摆动焊法示意图氮气保护一般焊法及摆动焊法时的焊缝表面成形分别采用氩气、氦气和氮气保护不预热TIG焊接紫铜时，氩弧的熔深为氦弧的两倍，比氩弧预热300时的大30%。氩气和氮气保护时的焊缝截面宽而浅工艺参数不同比例氩氮混合其保护时的焊缝截面焊缝熔深和熔宽随保护气体中氮气比例的变化曲线氩气和氮气保护时的焊缝截