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金屬激光焊接機應(yīng)用于各種金屬材料的焊接特點
金屬材料的種類有很多，包括，不銹鋼，銅，鋁，碳鋼，鋅，合金材料等，其各自的特點不同，做為其相關(guān)的金屬激光焊接機對相關(guān)材料的焊接切割也存在不同的加工工藝，而這些都需要有經(jīng)驗的使用者才能克服這些難 點，例如：焊接不銹鋼與焊接銅材料需要哪些類型的激光器，其功率大小如何配置，焊接操作設(shè)備如何控制等 等這些都需要一定的技術(shù)經(jīng)驗，而像鋁，銅等這些導(dǎo)電性比較好的材料，其對激光吸收率較低，激光焊接同樣 也處在一定的困難，如何更好實現(xiàn)各類金屬的焊接，我們先要分板一些各類金屬材料的特點！
1、不銹鋼激光焊接
奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)只有碳鋼的1/3，吸收率比碳鋼高。因此，奧氏體不銹鋼可獲得比普通碳鋼深一點的 焊接熔深（深5﹪-10﹪）。激光焊接熱輸入量小、焊接速度高，非常適合于Ni-Cr系列不銹鋼的焊接。 馬氏體不銹鋼的焊接性差，焊接接頭通常硬而脆，并有冷裂紋傾向。在焊接含碳量大于0.1﹪的不銹鋼時，預(yù)熱 和回火可以降低冷裂紋和脆裂傾向。 鐵素體不銹鋼，激光焊接通常比其他焊接方法容易焊接。
2、碳鋼激光焊接
低碳鋼和低合金鋼都具有較好的焊接性，但是采用激光焊接時，材料的含碳量（碳當量C）不應(yīng)高于0.25﹪。 碳當量計算公式： C=C%+Mn/6%+Ni/15%+Cr/13%+Cu/13%+Mo/4% 對于碳當量超過0.3%的材料，焊接冷裂紋傾向會加大，設(shè)計中考慮到焊縫的一定收縮量，有利于降低焊縫和熱 影響區(qū)的殘余應(yīng)力和裂紋傾向。碳當量大于0.3﹪的材料和碳當量小于0.3%的材料在一起焊接時，采用偏置焊 縫形式有利于限制馬氏體的轉(zhuǎn)變，減少裂紋的產(chǎn)生。材料碳當量超過0.3%時，減小淬火速度也可以減小裂紋傾 向。
鍍鋅鋼，因為鋅的汽化溫度（903℃）比鋼的熔點（1535℃）低的多，在焊接過程中鋅蒸發(fā)，使焊縫產(chǎn)生嚴重 的氣孔，因此難采用激光焊接，特別是穿透焊接，現(xiàn)在有實驗采用在上下材料間設(shè)置0.1mm的間隙，從間隙中 放走鋅蒸氣，但在實際生產(chǎn)中間隙的操作比較困難。
硫和磷含量對焊接裂紋有一定影響，含硫量高于0.04﹪或含磷量高于0.04﹪的鋼激光焊接時容易產(chǎn)生裂紋。
表面經(jīng)過滲碳處理的鋼由于其表面的含碳量較高，極易在滲碳層產(chǎn)生凝固裂紋和收拾裂紋，通常不適用激光焊 接。
3、鈦及其合金激光焊接
鈦合金密度小、具有比強度高、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性質(zhì)。鈦和鈦合金很適合激光焊接，可獲得高質(zhì)量、塑 性好的焊接接頭。但是鈦對氧化很敏感，必須在惰性氣氛中進行焊接。所以要特別注意接頭的清潔和氣體保護 問題。鈦及鈦合金對熱裂紋是不敏感的，但是焊接時會在熱影響區(qū)出現(xiàn)延遲裂紋，氫是引起這種裂紋的主要原 因。防止這種裂紋的辦法，主要是減少焊接頭的氫來源，必要時可進行真空退火處理，以減少焊接接頭的含氫 量。鈦合金激光焊接時，焊接速度一般較高（80～100m/h）,焊透率大約為1mm/kW。
4、銅、鋁及其合金激光焊接
紫銅對CO2激光的反射率很高，但對Nd：YAG激光的反射率則很低，所以用激光焊接紫銅還是有可能的。另 外，可以通過表面處理來提高材料對激光的吸收。
黃銅的不可焊性是因為其中鋅的含量超出了激光焊接允許的范圍。鋅有相對較低的熔點，容易汽化，會導(dǎo)致大 量的焊接缺陷如氣孔。
由于鋁合金的反射較高和導(dǎo)熱系數(shù)很高。鋁合金的激光焊接需要相對較高的能量密度。但是，許多鋁合金中含 有易揮發(fā)的元素，如硅、鎂等，焊縫中都有很多氣孔。而激光焊接純鋁時不存在以上問題?，F(xiàn)階段一般采用高 能量，大脈寬，表面去除氧化，氬氣充分保護等措施焊接時，效果可以。另外,現(xiàn)在采用復(fù)合焊接的方式焊接鋁 合金。用8KW的激光功率焊接厚度為12.7mm的鋁合金材料，焊透率大約為1.5mm/kW。
通過上述內(nèi)容，我們可以更好的了解到各類常見金屬激光焊接的特性，能更好的避免金屬激光焊接時出現(xiàn)各種 缺點，更好完成金屬焊接！
1、不銹鋼激光焊接
奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)只有碳鋼的1/3，吸收率比碳鋼高。因此，奧氏體不銹鋼可獲得比普通碳鋼深一點的 焊接熔深（深5﹪-10﹪）。激光焊接熱輸入量小、焊接速度高，非常適合于Ni-Cr系列不銹鋼的焊接。 馬氏體不銹鋼的焊接性差，焊接接頭通常硬而脆，并有冷裂紋傾向。在焊接含碳量大于0.1﹪的不銹鋼時，預(yù)熱 和回火可以降低冷裂紋和脆裂傾向。 鐵素體不銹鋼，激光焊接通常比其他焊接方法容易焊接。
2、碳鋼激光焊接
低碳鋼和低合金鋼都具有較好的焊接性，但是采用激光焊接時，材料的含碳量（碳當量C）不應(yīng)高于0.25﹪。 碳當量計算公式： C=C%+Mn/6%+Ni/15%+Cr/13%+Cu/13%+Mo/4% 對于碳當量超過0.3%的材料，焊接冷裂紋傾向會加大，設(shè)計中考慮到焊縫的一定收縮量，有利于降低焊縫和熱 影響區(qū)的殘余應(yīng)力和裂紋傾向。碳當量大于0.3﹪的材料和碳當量小于0.3%的材料在一起焊接時，采用偏置焊 縫形式有利于限制馬氏體的轉(zhuǎn)變，減少裂紋的產(chǎn)生。材料碳當量超過0.3%時，減小淬火速度也可以減小裂紋傾 向。
鍍鋅鋼，因為鋅的汽化溫度（903℃）比鋼的熔點（1535℃）低的多，在焊接過程中鋅蒸發(fā)，使焊縫產(chǎn)生嚴重 的氣孔，因此難采用激光焊接，特別是穿透焊接，現(xiàn)在有實驗采用在上下材料間設(shè)置0.1mm的間隙，從間隙中 放走鋅蒸氣，但在實際生產(chǎn)中間隙的操作比較困難。
硫和磷含量對焊接裂紋有一定影響，含硫量高于0.04﹪或含磷量高于0.04﹪的鋼激光焊接時容易產(chǎn)生裂紋。
表面經(jīng)過滲碳處理的鋼由于其表面的含碳量較高，極易在滲碳層產(chǎn)生凝固裂紋和收拾裂紋，通常不適用激光焊 接。
3、鈦及其合金激光焊接
鈦合金密度小、具有比強度高、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性質(zhì)。鈦和鈦合金很適合激光焊接，可獲得高質(zhì)量、塑 性好的焊接接頭。但是鈦對氧化很敏感，必須在惰性氣氛中進行焊接。所以要特別注意接頭的清潔和氣體保護 問題。鈦及鈦合金對熱裂紋是不敏感的，但是焊接時會在熱影響區(qū)出現(xiàn)延遲裂紋，氫是引起這種裂紋的主要原 因。防止這種裂紋的辦法，主要是減少焊接頭的氫來源，必要時可進行真空退火處理，以減少焊接接頭的含氫 量。鈦合金激光焊接時，焊接速度一般較高（80～100m/h）,焊透率大約為1mm/kW。
4、銅、鋁及其合金激光焊接
紫銅對CO2激光的反射率很高，但對Nd：YAG激光的反射率則很低，所以用激光焊接紫銅還是有可能的。另 外，可以通過表面處理來提高材料對激光的吸收。
黃銅的不可焊性是因為其中鋅的含量超出了激光焊接允許的范圍。鋅有相對較低的熔點，容易汽化，會導(dǎo)致大 量的焊接缺陷如氣孔。
由于鋁合金的反射較高和導(dǎo)熱系數(shù)很高。鋁合金的激光焊接需要相對較高的能量密度。但是，許多鋁合金中含 有易揮發(fā)的元素，如硅、鎂等，焊縫中都有很多氣孔。而激光焊接純鋁時不存在以上問題?，F(xiàn)階段一般采用高 能量，大脈寬，表面去除氧化，氬氣充分保護等措施焊接時，效果可以。另外,現(xiàn)在采用復(fù)合焊接的方式焊接鋁 合金。用8KW的激光功率焊接厚度為12.7mm的鋁合金材料，焊透率大約為1.5mm/kW。
通過上述內(nèi)容，我們可以更好的了解到各類常見金屬激光焊接的特性，能更好的避免金屬激光焊接時出現(xiàn)各種 缺點，更好完成金屬焊接！
