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激光焊接機加工時會產(chǎn)生氣孔，要怎么解決
閱讀：1946 發(fā)布時間：2021-9-24
氣孔是我們激光焊接加工中不愿碰到的問題，但又不得不面對。激光焊接機雖然是焊接神器，但如果操作不當(dāng)或工藝應(yīng)用不對，出現(xiàn)氣孔問題也在所難免。
在大多數(shù)激光焊接加工時，激光焊接機的送氣嘴(下圖所示)需同時送出保護氣體以防止焊縫氧化和避免金屬氣體污染焦透鏡。而氣孔產(chǎn)生的原因大多就是激光焊接加工時保護氣體使用不當(dāng)造成的，但不同的保護氣體原因略有不同。我們先來看看常用的保護氣體氮氣產(chǎn)生原因：在激光焊接過程中，氮從外部侵入熔池，氮在液態(tài)鐵中的溶解度與氮在固態(tài)鐵的溶解度有很大的差異，因而在金屬的冷卻凝固過程中，由于氮的溶解度隨溫度的下降而降低，當(dāng)熔池金屬冷卻到開始結(jié)晶時，溶解度將發(fā)生大幅度的突然下降，此時氣體大量析出形成氣泡，如果氣泡的上浮速度小于金屬結(jié)晶速度，則生成氣孔。另一種常用氣體氬氣產(chǎn)生氣孔原因是：激光焊接時，小孔內(nèi)部的金屬蒸汽向外噴發(fā)引起小孔開口處的蒸汽渦流，將氬氣卷入小孔底部，隨著小孔向前移動，這些氬氣將以氣泡形式進入熔池。因氬氣溶解度極低，再加上激光焊接的冷卻速度很快，氣泡來不及逸出而被殘留在焊縫，形成氣孔。
2、采用脈沖激光焊接，改變了小孔的行為，減少保護氣體被卷入小孔。這種方法目前還不能*消除氣孔。
3、利用光束擺動的方法來減小或消除激光深熔焊中的氣孔。由于焊接中加入擺動，束流對焊縫的往復(fù)擺動一方面使部分焊縫發(fā)生反復(fù)重熔，延長了焊接熔池液態(tài)金屬停留的時間，同時，束流的偏轉(zhuǎn)也增加了單位面積輸入熱，減小了焊縫的深寬比，有利于氣泡的浮出，從而起到消除氣孔的作用。另一方面束流的擺動導(dǎo)致小孔隨之?dāng)[動，又可以起到對焊接熔池提供一個攪拌力的作用，加大了焊接熔池的對流與攪拌，對消除氣孔起有利作用。
4、借助表面清潔度儀，采取RFU表示單位，可快速檢測并量化、記錄零部件清潔度的相關(guān)數(shù)據(jù)。基于此數(shù)據(jù)，能避免人為主觀判斷帶來的影響，更有效審查生產(chǎn)步驟和清洗程序，進而優(yōu)化清洗工序，更大地提高了工作效率，減少返工率，降低生產(chǎn)成本。
為什么激光焊接過程會有氣孔的產(chǎn)生呢？
1、激光焊接的小孔內(nèi)部處于一種不穩(wěn)定振動狀態(tài)，小孔和熔池的流動非常劇烈，小孔內(nèi)部的金屬蒸汽向外噴發(fā)引起小孔開口處的蒸汽渦流，將保護氣體(Ar)卷入小孔底部，隨著小孔向前移動，這些保護氣體將以氣泡形式進入熔池。因Ar溶解度極低，再加上激光焊接的冷卻速度很快，氣泡來不及逸出而被殘留在焊縫，形成氣孔。
2、激光焊接加工過程氣孔的產(chǎn)生主要是由于保護不良而引起的。在焊接過程中，氮從外部侵入熔池，氮在液態(tài)鐵中的溶解度與氮在固態(tài)鐵的溶解度有很大的差異，因而在金屬的冷卻凝固過程中。 由于氮的溶解度隨溫度的下降而降低，當(dāng)熔池金屬冷卻到開始結(jié)晶時，溶解度將發(fā)生大幅度的突然下降，此時氣體大量析出形成氣泡，如果氣泡的上浮速度小于金屬結(jié)晶速度，則生成氣孔。
氣孔對激光焊接機來說是一個“疥疾”，它嚴(yán)重影響激光焊接的強度，也有損焊接美觀，但并非無藥可救。要解決這一難題，首先我們必須研究透氣孔產(chǎn)生的原因，再對不同原因探索不同解決方案。 在大多數(shù)激光焊接加工時，激光焊接機的送氣嘴(下圖所示)需同時送出保護氣體以防止焊縫氧化和避免金屬氣體污染焦透鏡。而氣孔產(chǎn)生的原因大多就是激光焊接加工時保護氣體使用不當(dāng)造成的，但不同的保護氣體原因略有不同。我們先來看看常用的保護氣體氮氣產(chǎn)生原因：在激光焊接過程中，氮從外部侵入熔池，氮在液態(tài)鐵中的溶解度與氮在固態(tài)鐵的溶解度有很大的差異，因而在金屬的冷卻凝固過程中，由于氮的溶解度隨溫度的下降而降低，當(dāng)熔池金屬冷卻到開始結(jié)晶時，溶解度將發(fā)生大幅度的突然下降，此時氣體大量析出形成氣泡，如果氣泡的上浮速度小于金屬結(jié)晶速度，則生成氣孔。另一種常用氣體氬氣產(chǎn)生氣孔原因是：激光焊接時，小孔內(nèi)部的金屬蒸汽向外噴發(fā)引起小孔開口處的蒸汽渦流，將氬氣卷入小孔底部，隨著小孔向前移動，這些氬氣將以氣泡形式進入熔池。因氬氣溶解度極低，再加上激光焊接的冷卻速度很快，氣泡來不及逸出而被殘留在焊縫，形成氣孔。
如何防止激光焊接產(chǎn)生氣孔方法有哪些
1、利用冶金原理，采用活性氣體，使得氣體能夠溶解于焊縫或與熔池金屬發(fā)生反應(yīng)生成化合物。2、采用脈沖激光焊接，改變了小孔的行為，減少保護氣體被卷入小孔。這種方法目前還不能*消除氣孔。
3、利用光束擺動的方法來減小或消除激光深熔焊中的氣孔。由于焊接中加入擺動，束流對焊縫的往復(fù)擺動一方面使部分焊縫發(fā)生反復(fù)重熔，延長了焊接熔池液態(tài)金屬停留的時間，同時，束流的偏轉(zhuǎn)也增加了單位面積輸入熱，減小了焊縫的深寬比，有利于氣泡的浮出，從而起到消除氣孔的作用。另一方面束流的擺動導(dǎo)致小孔隨之?dāng)[動，又可以起到對焊接熔池提供一個攪拌力的作用，加大了焊接熔池的對流與攪拌，對消除氣孔起有利作用。
4、借助表面清潔度儀，采取RFU表示單位，可快速檢測并量化、記錄零部件清潔度的相關(guān)數(shù)據(jù)。基于此數(shù)據(jù)，能避免人為主觀判斷帶來的影響，更有效審查生產(chǎn)步驟和清洗程序，進而優(yōu)化清洗工序，更大地提高了工作效率，減少返工率，降低生產(chǎn)成本。