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激光焊接机出现气孔和裂纹的原因

日期:2017-05-02 来源:鼎城锌钢

激光焊接焊缝的缺陷有多种,有由焊缝对气体的吸人引起的焊缝气孔;有由组织应力和热应力引起的裂纹;还有由于零件的配合精度不够造成的接头表面高低不平、扭曲变形等。这里只对气孔和裂纹进行讨论。

(1)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。

激光焊接机焊接气孔形成原因如下:

l)材料本身含有一定量的气体,例如,钢中通常含有炼钢时遗留下来的氧或其它气体。

2)低熔点金属的强烈汽化,如镀锌钢板表层的锌或者是母材中某些元素的汽化。

3)熔池中进入了空气。

4)焊件表面的油、锈、水分和油漆等物质进入了焊缝。

很明显,母材的高纯度、合适的接头形式、保护气体的正确使用及焊前焊件表面的清理,都自利于减少焊缝气孔。外观呈球形,直径小于0.2mm的较小气孔在一般焊缝中也常出现,数量少时不一定就构成危害,但数量多时会使焊缝载面积减小,降低焊缝的抗拉强度。气孔均匀分布时,危害程度会小一些。氢是钢中的有害气体,由于激光焊接机的焊接速度较快,所以小利于氢气从焊缝中逸出。深熔焊接时焊缝气体较难排出,易出现气孔。若采用穿透熔化激光焊、低焊接速度和焊后热处理等方法,可减少焊缝气孔。

2)结晶裂纹结晶裂纹通常在合金的固相线以上温度发生。激光焊焊缝中的熔化金属在液一固相线之间结晶及生长,金属由液态到固态的转变会发生体积收缩,产生收缩应力而导致产生裂纹,其生成部位通常是焊缝的最后凝固区。一般说来,激光焊焊缝的液态金属较难充分凝固,所以内底力通常较一般焊接大,形成裂纹的倾向也就大一些。对于钢铁材料,半熔化区中的固态组织中含有大量奥氏体,激光焊缝的冷却速度快,足以使奥氏体转变成马氏体,这种组织应力会增加裂纹产生倾向。裂纹常起源于低熔点共晶。激光焊接机焊缝中的s、P和B元素会增加裂纹形成倾向,而添加适量的Mn可抑制裂纹的产生。另外,激光焊接机焊件的精密配合,减少应力集中的合理接头设计,以及采用焊前或焊后热处理等,也能收到减少裂纹的效果。

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