激光焊接机

　　激光焊接技术解决钢-铝焊接存在的难点

　　钢-铝焊接存在一定困难，两者物理参数上，密度、熔沸点、热导率、线膨胀系数等相差悬殊。焊接难以得到优良焊缝。这种难点的根源主要是钢、铝及铝合金材料中的主要元素Fe和Al的物理参数、力学参数、品格参数、组织结构相差甚远。悬殊较大的热导率、线膨胀系数使焊接过程中接头处变形严重，并且存在很大的焊接应力，易导致裂纹产生；Fe、Al品格结构上存在较大差异，如表2所示。铁在铝中的。固溶度几乎为0（在225～600℃，铁在铝中的固溶极限为0.01%～0.022%），Fe与Al易形成FeAl2、FeAl3、Fe2Al5等一系列硬而脆的金属间化合物，导致焊接接头塑韧性降低。另外，焊接过程中Al母材表面形成难熔的Al2O3氧化膜，并且熔池温度越高，表面氧化膜越厚。这种氧化膜既能形成焊缝夹渣，又直接影响焊缝金属的熔合，导致焊缝塑性差、承载能力低、抗冲击能力差。
　  激光焊热量集中，热源能准确控制，应力应变小，因此激光焊与其他方法相比，更适合于钢、铝异种材料的焊接。
    激光对材料结合部的加热温度允许在铝材与钢材的熔点之间，当加热温度高（可至800℃左右）时，铝熔体对钢表面有较好的润湿性，但过高会抑制湿润性。经能谱(EDS)分析，所得焊缝中的组织以Fe3Al、FeAl、FeAl3和Fe2Al5为主，金属间化合物层中厚30μm处未发现组织裂纹。
    离焦量是激光聚焦后光斑与材料表面的距离。光斑位于材料上方时为正离焦，反之为负。采用负焦量时更易获得高质量的焊缝且最佳离焦位于焊缝深度1/3处，焊缝能达最大焊深。保护气体的作用是包围焊池防止其氧化，并适当加速焊缝的冷却，减小焊缝热影响区宽度。
   以高能激光束焊接可降低热输入，减少金属间化合物层的厚度。另外，钎剂中的Zn作为过渡层，增加了铝对钢的润湿性，进一步减小了金属间化合物层厚度。