激光焊接氣孔產生機理

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激光焊接氣孔產生機理

激光焊接氣孔產生機理

來源:310S大口徑耐高溫焊接管 ? 發布:2020-05-17 00:10:24 ? 類別:不銹鋼材料

激光深熔焊過程中容易產生氣孔缺陷,從形成原因的角度可以分為兩類。一類是冶金型氣孔,溫度的降低導致溶于液態金屬氣體的溶解度下降而析出,或因冶金反應產生不溶性氣體,未及時逸出而殘留于焊縫中形成的氣孔,在傳統的熔焊過程中此類氣孔也大量存在,氣孔中氣體的主要成分為氫氣、氮氣、一氧化碳等不溶性氣體[27];另一類則是工藝型氣孔。焊接過程中,激光束所形成的匙孔處在極為不穩定的狀態,匙孔下部區域易產生坍塌和縮頸,形成包裹氣體的氣泡,同時熔池底部的擾動非常強烈,氣泡進入熔池后未及時上浮而隨焊縫冷卻形成氣孔。

目前小孔坍塌模型被大多數研究人員認同的主要有兩種:MatsunawaKatayama模型以及Tsukamoto模型。前一種模型認為氣孔是由小孔后壁的凹坑引起的。由于匙孔前壁局部隆起,受到激光輻射后凸起處金屬劇烈蒸發,產生的較大蒸汽壓力作用于匙孔后壁使之形成凹坑,凹陷部位塌陷后形成氣泡,不能逸出熔池形成氣孔。后一種模型從液柱穩定性的角度出發,激光作用下的匙孔細長,當液柱長度大于其斷面周長時液柱失穩,就會發生頸縮現象,液柱在頸縮處被拉斷產生氣泡,由于激光輻射的持續存在,頸縮處被激光照射,產生的金屬蒸汽反作用于頸縮處使之再次張開,匙孔處于頸縮與鼓脹交替的形態。

板式換熱器板片的焊接為非熔透激光焊接,由于激光匙孔沒有穿透板材,焊接產生的工藝型氣泡只能從上表面逸出,從而加大氣泡脫離難度,氣泡殘留在焊縫中的可能性大。此外,非熔透激光焊接的匙孔穩定性遠不如熔透焊,氣孔產生的可能性也大大增加。

本文標題:激光焊接氣孔產生機理

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