Ei-rautametallien lisääntyvän käytön myötä sen liitostekniikka on herättänyt yhä enemmän huomiota. Teollisella puhtaalla nikkelillä on erinomainen korroosionkestävyys. Teollisessa tuotannossa puhdasta nikkeliä käytetään pääasiassa ruostumattoman teräksen ja muiden korroosionkestävien metalliseosten valmistukseen, ja sitä voidaan käyttää myös hydrausreaktion katalysaattorina sekä keraamisten tuotteiden, elektroniikkapiirien, vihreän lasin ja Ni-yhdisteiden valmistuksessa. Alumiinilla on alhainen tiheys, hyvä sitkeys, erinomainen korroosionkestävyys, lämmönjohtavuus ja sähkönjohtavuus, ja se voi silti saada tyydyttävät mekaaniset ominaisuudet erittäin alhaisissa lämpötiloissa. Sitä on käytetty laajalti kemianteollisuudessa, koneissa, kuljetuksissa, rakentamisessa, ilmailussa sekä päivittäisessä tuotannossa ja elämässä. Perinteisillä hitsausmenetelmillä (kuten MIG, TIG jne.) hitsataan tällaisia metalleja, mutta liitoksen lujuus on riittämätön ja hitsaus on helppo tuottaa kaasua, kuonaa, halkeamia ja muita vikoja ja hitsatun metallin pintatila on sillä on suuri vaikutus hitsauksen laatuun. Hitsaus on altis hitsauksen muodonmuutokselle ja huokoisuudelle, jäännösjännitys on suuri ja se on herkkä jännityskorroosiolle, joka ei voi antaa täyttä leikkiä materiaalien ominaisuuksille. Siksi on erittäin tarpeellista ja kiireellistä tutkia uusien hitsausmenetelmien soveltamista nikkeli- ja alumiinikomponenttimateriaaleihin.
1. Hitsausparametrien vaikutus hitsausliitosten pintamuodostukseen
Alumiini-nikkelilaserhitsaustestissä hitsausparametreja ovat pääasiassa lasertaajuus, laserteho ja hitsausnopeus. Koska niillä on erilaisia vaikutuksia niveleen, vaikutus nivelen suorituskykyyn on myös erilainen. Kirjallisuuskatsauksen ja osan kokeellista tutkimusta mukaan, kun lasertaajuus on 200 Hz, hitsausvaikutus on paras ja pieni lämmöntuotto voidaan taata.
1.1 Lasertehon vaikutus hitsausliitoksen pintamuodostukseen
Kun laserteho on pieni, hitsatun näytteen yleinen muodonmuutos on pieni, hitsin pinnalla ei ole selvää huokoisuutta ja halkeamia, ei ole selvää roiske- ja puremisilmiötä, ja siinä on aaltoilua. Vakiohitsausnopeudella etuosan hitsausleveys kasvaa lasertehon kasvaessa. Kun laserin teho on alle 1,8 kW, hitsin keskiasennossa on ilmeinen painauma, eikä hapettumisilmiö ole ilmeinen. Kun laserin teho on 20kW, hitsi on hyvin muodostunut eikä hapettumisilmiö ole ilmeinen. Kun laserteho on 2,2 kW, hitsi on hyvin muotoiltu, pinta on sileä ja kaunis ja rakenne on selkeä. Kun laserteho on 2,4 kW, hitsi muodostuu paremmin, pinnan hapettuminen on vakavampaa ja takaosa on vain hitsattu läpi. Kun laserin teho on 2,6 kW, hitsaus on kokonaan hitsattu läpi, sula altaan metalli rullautuu ylös näyttäen mustaa ja hapettuminen on erittäin vakavaa.
1.2 Hitsausnopeuden vaikutus hitsausliitoksen pintamuodostukseen
Vakio lasertehon tapauksessa hitsausnopeuden hidastuessa hitsin leveys osoittaa kasvavaa trendiä. Kun hitsausnopeus on 50 mm/s, liitoksen sulamisleveys on pieni ja hitsin keskellä on lineaarinen painauma. Kun hitsausnopeus on 40 mm/s, hitsi on hyvin sulanut ja muotoutunut, pinta on sileä ja kaunis ja rakenne kirkas. Kun hitsausnopeus on 30 mm/s, hitsin leveys on suurempi ja pinnan hapettuminen on vakavaa. Kun hitsausnopeus on 20 mm/s, hitsin hapettuminen on erittäin vakavaa, hitsi alkaa tuottaa ilmeisiä muodonmuutoksia, hitsi vääntyy ja takaosa on hitsattu läpi.
2. Laserhitsauksen parametrien vaikutus tunkeutumissyvyyteen ja -leveyteen
Alumiini-nikkelihitsauksen hitsauksen laatu ei riipu ainoastaan liitoksen mekaanisista ominaisuuksista, vaan myös hitsin muodostumisesta ja hapettumisen värjäytymisestä. Hitsauksen syvyys ja leveys ovat tärkeitä tekijöitä mitattaessa pinnan muodostumista, takapinnan hapettumisastetta ja värimuutoksia sekä liitoksen mekaanisia ominaisuuksia. Hitsaussyvyys vaikuttaa pääasiassa takaisinhitsin laatuun, kun taas hitsin leveys vaikuttaa pääasiassa liitoksen mekaanisiin ominaisuuksiin. Laserhitsausparametrit (laserteho, hitsausnopeus) ovat tärkeitä hitsauksen laatuun vaikuttavia tekijöitä. Tässä kokeessa tutkittiin lasertehon ja hitsausnopeuden vaikutusta ruostumattoman teräksen päittäisliitoksen hitsin syvyyteen, hitsin leveyteen, mikrorakenteeseen ja vetoominaisuuksiin, mikä tarjosi tarvittavan teoreettisen perustan alumiini-nikkeli-läpiliitoksen laserhitsausparametrien optimointiin. varsinaisessa tuotannossa.
2.1 Lasertehon vaikutus tunkeutumissyvyyteen ja -leveyteen
Laserteho vaikuttaa suuresti hitsin syvyyteen ja leveyteen, kun taas hitsin jäännöskorkeus ei näytä säännöllisyyttä, mikä saattaa johtua suojakaasun suunnasta joillakin parametreilla. Kun laserteho on pieni (1,8 kW), ruostumattomassa teräslevyssä on vain vähän sulamista ja hitsin tunkeuma on pieni ja sulamisleveys kapea. Lasertehon kasvaessa tunkeutumissyvyys ja -leveys kasvavat merkittävästi, kun laserin teho saavuttaa 2,4 kW, hitsi on juuri tunkeutunut, ja lasertehon kasvaessa taas tunkeutumisleveys kasvaa edelleen ja takahitsaus on myös laajennettu.
2.2 Hitsausnopeuden vaikutus tunkeutumissyvyyteen ja -leveyteen
Hitsausnopeuden pienentyessä tunkeutumissyvyys ja -leveys kasvavat merkittävästi, kun hitsausnopeus on vain 30 mm/s, hitsi on tunkeutumassa kokonaan, ja lasertehon kasvaessa taas tunkeutumisleveys kasvaa edelleen, ja myös takahitsaus lävistetään ja levennetään.
3. Johtopäätös
3.1 Tehon kasvaessa laserlämmön syöttö kasvaa, hitsatun metallimateriaalin sulamismäärä kasvaa ja hitsisulan koko kasvaa vastaavasti, mikä lisää hitsin leveyttä. Mitä nopeampi hitsausnopeus, sitä nopeammin lasersäde liikkuu näytteen pinnalla, hitsin energian syöttö aikayksikköä ja yksikköpituutta kohti pienenee, laserhitsauksen lämmöntuotto pienenee ja hitsatun kullan sulamismäärä materiaalia pienennetään, jolloin hitsin leveys pienenee.
3.2 Alumiini-nikkeli-laserhitsatussa liitoksessa, kun laserteho on pieni tai hitsausnopeus on korkea, alumiini-nikkeliliitoksen perusmetallin sulamismäärä on pienempi ja alumiini-nikkeliliitoksen sulamisleveys ja muodonmuutos ovat pienempiä. Kun laserteho kasvaa tai hitsausnopeus pienenee, perusmetallin sulamismäärä kasvaa ja hitsin sulamisleveys kasvaa.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. on korkean teknologian yritys, joka on erikoistunut automaattisten laserpäällystyskoneiden, nopean laserpäällystyskoneen, lasersammutuskoneen, laserhitsauskoneen ja laser-3D-tulostuslaitteiden tutkimukseen ja kehitykseen, valmistukseen ja myyntiin. Tuotteemme ovat kustannustehokkaita ja niitä myydään kotimaassa ja ulkomailla. Jos olet kiinnostunut tuotteistamme, ota meihin yhteyttä numeroon bob@gshenglaser.com.