鋁合金的激光焊接


    鋁及其鋁合至激光焊接的主要困難是它對10. 8pon波長的Co2激光束的反射率高。鋁是熱和電的良導體，高密度的自由電子使它成為光的良好反射體，起始表面反射率超過90%，也就是說，深熔焊必須在小千10%的輸人能量開始，這就要求很高的輸入功率以保證焊接開始時必需的功率密度，而一且小孔生成。它對光束的吸收率迅速提高，甚至可達到90%。從而使焊接過程順利進行。鋁及其合金焊接時。隨著溫度的升高，氫在鋁中的溶解度急劇增大，溶解千其中的氫成為焊縫的缺陷源。焊縫中多存在氣孔，深熔焊時根部可能出現空洞，焊道成形較差。


    最近，汽車用銘合金的激光焊接受到關注，進行了許多探討，已對鋁合金車A兇州子了YAG激光焊。通常采用高Si的Al焊絲進行YAG激光焊接。利用3kW光纖傳送YAG激光對6 X X X系列的合金進行焊接，尤其探討了激光束的匹配問題，以及間隙許允度及重力的影響，向上、向下及橫向焊接都可以。其他，還進行了各種臺金YAG激光的對接、搭接及I形接頭焊接試驗，比較了其焊接性及各種保護氣體下接頭的杭拉強度，進行了鑄造材和擠出材的YAG激光焊接，探討了氣孔生成及各種焊接條件的影響。
鎂合金的激光焊接


    Mg合金密度比Al小36%，作為高比強材料受到關注。因此進行了脈沖YAG激光和連續C02激光焊接試驗，對于板厚1.8MM的AZ31B-H244合金(3.27%Al, 0.79%Zn)各種缺陷較少的最佳焊接條件為平均功率0.8kW, 5ms, 120Hz, 300mm/s,焦點尺寸0. 42mm，連續C02激光焊接獲得了良好的熔透焊縫。還測定了YAG激光焊接區的硬度分布，發現HAZ組織窄，幾乎沒有軟化。


    鋼的激光焊接


    （1）低合金高強度鋼


    低合金高強度鋼的激光焊接，只要所選擇的焊接參數適當，就可以得到與母材力學性能相當的接頭。HY-130鋼是一種典型的低合金高強度鋼‘經過調質處理，它具有很高的強度和較高的抗裂性。用常規焊接方法焊，其焊縫和HAZ組織是粗晶、部分細晶及原始組織的棍合體，接頭的韌性和擾裂性與母材相比要差得多，而且焊態下焊縫和HAZ金屬組織對冷裂紋特別敏感。激光焊焊接接頭不僅具有高的強度，而且其有良好的韌性和良好的抗裂性。其有以下原因。


    ①激光焊焊縫細、HAZ姐織窄。在沖擊試驗時，裂故并不沿焊縫砌I AZ姐織擴展，常常是擴展進母材。沖擊斷口的掃描電鏡觀察充分說明了這一點，斷口上大部分區域是未受熱影響的母材，因此整個接頭的抗裂性，實際上很大一部分是由母材所提供的。


    ②從接頭的硬度和顯微硬度的分布來看，激光焊其有較高的硬度和較陡的硬度梯度，這表明可能有較大的應力集中出現。但是，在硬度較高的區域。正對應于細小的組織。高的硬度和細小的組織的共生效應使得接頭既有高的強度，又有足夠的韌性。


    ③激光焊焊縫HAZ組織主要為馬氏體，這是由干它的焊接速度高、熱輸入小所造成的。HY-130鋼中碳的質量分數很小(約0.1%)。焊接過程中由于冷卻速度快，形成低碳馬氏體，這種組織的練合性能優于捍條電弧焊和熔化極氣體保護焊中產生的針狀鐵素體和馬氏體的混合物。再加上晶粒細小得多，接頭性能無疑是優良的。


    ④HY-130激光焊時，焊桔中的有害元素大大減少，產生了凈化效應，提高了接頭的韌性。


    (2)不銹鋼


    奧氏體不銹鋼由于具有良好的抗腐蝕性，以及高溫和低溫韌性而獲得廣泛的應用。這類不銹鋼的特點是合金元素含量高，熱導性僅為低碳鋼的1/3,線膨脹系數大，為低碳鋼的1. 5倍。


    對Ni-Cr系不銹鋼進行焊接時，材料具有很高的能量吸收率和熔化效率。用激光焊焊接時，由子焊接速度快，減輕了不銹鋼焊接時的過熱現象和線膨脹系數大的不良影響，焊縫無氣孔、夾雜等缺陷，接頭強度和母材相當。用小功率激光焊焊接薄板，可以獲得外觀上成形良好、焊縫平滑美觀的接頭。


    不銹鋼的激光焊，可用于核電站中不銹鋼、核燃料包等的焊接，也可以用于化工等其他行業。


    (3)碳素鋼


    由于激光焊時的加熱速度和冷卻速度非常快，所以在焊接碳素鋼時。隨著含碳量的增加，焊接裂紋和缺口敏感性也會增加。


    硅鋼

    硅鋼片是一種應用廣泛的電磁材料，在軋制過程中為了保證生產線運行的連續性，需要對硅鋼薄片進行焊接，但硅鋼中Si的質量分數高(約3%李，Si對二Fe其有強烈的固深強化作用，使硅鋼的硬度、強度增加，塑性、韌性急劇下降，而且冷軋造成的加工硬化，使強度、硬度進一步增加。