Với ứng dụng ngày càng tăng của kim loại màu, công nghệ kết nối của nó ngày càng thu hút được nhiều sự chú ý. Niken nguyên chất công nghiệp có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Trong sản xuất công nghiệp, niken nguyên chất chủ yếu được sử dụng để sản xuất thép không gỉ và các hợp kim chống ăn mòn khác, đồng thời cũng có thể được sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng hydro hóa, cũng như sản xuất các sản phẩm gốm sứ, mạch điện tử, thủy tinh xanh và hợp chất Ni. Nhôm có mật độ thấp, độ dẻo tốt, khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, tính dẫn nhiệt và dẫn điện và vẫn có thể đạt được các tính chất cơ học thỏa đáng ở nhiệt độ rất thấp. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất, máy móc, giao thông vận tải, xây dựng, hàng không vũ trụ và sản xuất và đời sống hàng ngày. Các phương pháp hàn truyền thống (như MIG, TIG, v.v.) hàn các kim loại như vậy, nhưng độ bền của mối nối không đủ và mối hàn dễ tạo ra khí, xỉ, vết nứt và các khuyết tật khác, và trạng thái bề mặt của kim loại hàn có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn. Mối hàn dễ bị biến dạng và xốp khi hàn, ứng suất dư lớn và nhạy cảm với sự ăn mòn ứng suất, không thể phát huy hết các tính chất của vật liệu. Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng các phương pháp hàn mới trên vật liệu thành phần niken và nhôm là rất cần thiết và cấp bách.
1. Ảnh hưởng của thông số hàn đến hình thành bề mặt mối hàn
Trong thử nghiệm hàn laser nhôm - niken, các thông số hàn liên quan chủ yếu bao gồm tần số laser, công suất laser và tốc độ hàn. Do tác dụng khác nhau của chúng lên khớp nên mức độ ảnh hưởng đến hoạt động của khớp cũng khác nhau. Theo đánh giá tài liệu và một phần của nghiên cứu thực nghiệm, khi tần số laser là 200Hz, hiệu quả hàn là tốt nhất và có thể đảm bảo lượng nhiệt đầu vào nhỏ.
1.1 Ảnh hưởng của công suất laser đến quá trình hình thành bề mặt mối hàn
Khi công suất laser nhỏ, biến dạng tổng thể của mẫu hàn nhỏ, không có độ xốp và vết nứt rõ ràng trên bề mặt mối hàn, không có hiện tượng bắn tung tóe và vết cắn rõ ràng, và có kết cấu gợn sóng. Trong trường hợp tốc độ hàn không đổi, chiều rộng hàn của mặt trước sẽ tăng lên khi tăng công suất laser. Khi công suất laser nhỏ hơn 1,8kW, vị trí trung tâm mối hàn có độ lõm rõ ràng và hiện tượng oxy hóa không rõ ràng. Khi công suất laser là 2.0kW, mối hàn được hình thành tốt và hiện tượng oxy hóa không rõ rệt. Khi công suất laser là 2,2kW, mối hàn được hình thành tốt, bề mặt mịn và đẹp, kết cấu rõ ràng. Khi công suất laser là 2,4kW, mối hàn được hình thành tốt hơn, quá trình oxy hóa bề mặt nghiêm trọng hơn và mặt sau chỉ được hàn xuyên qua. Khi công suất laser là 2,6kW, mối hàn được hàn hoàn toàn, kim loại nóng chảy cuộn lại, hiện màu đen và quá trình oxy hóa rất nghiêm trọng.
1.2 Ảnh hưởng của tốc độ hàn đến hình thành bề mặt mối hàn
Trong trường hợp công suất laser không đổi, khi tốc độ hàn giảm dần, chiều rộng của mối hàn có xu hướng tăng lên. Khi tốc độ hàn là 50mm/s, chiều rộng nóng chảy của mối hàn nhỏ và có một vết lõm tuyến tính ở giữa mối hàn. Khi tốc độ hàn là 40mm/s, mối hàn nóng chảy và hình thành tốt, bề mặt mịn và đẹp, kết cấu rõ ràng. Khi tốc độ hàn là 30 mm/s, chiều rộng mối hàn lớn hơn và quá trình oxy hóa bề mặt nghiêm trọng. Khi tốc độ hàn là 20mm/s, quá trình oxy hóa mối hàn rất nghiêm trọng, mối hàn bắt đầu tạo ra biến dạng rõ rệt, mối hàn bị biến dạng và mặt sau đã bị hàn xuyên qua.
2. Ảnh hưởng của các thông số hàn laser đến độ sâu và chiều rộng ngấu
Chất lượng hàn của kết cấu hàn chồng nhôm-niken không chỉ phụ thuộc vào tính chất cơ học của mối nối mà còn phụ thuộc vào sự hình thành mối hàn và sự đổi màu oxy hóa. Độ sâu và chiều rộng của mối hàn là những yếu tố quan trọng để đo lường sự hình thành bề mặt, mức độ oxy hóa và đổi màu của mặt sau và tính chất cơ học của mối hàn. Độ sâu mối hàn chủ yếu ảnh hưởng đến chất lượng mặt sau của mối hàn, trong khi chiều rộng mối hàn chủ yếu ảnh hưởng đến tính chất cơ học của mối hàn. Các thông số hàn laser (công suất laser, tốc độ hàn) là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn. Trong thí nghiệm này, chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng của công suất laser và tốc độ hàn đến độ sâu mối hàn, chiều rộng mối hàn, vi cấu trúc và đặc tính chịu kéo của mối nối giáp mép bằng thép không gỉ, từ đó cung cấp cơ sở lý thuyết cần thiết cho việc tối ưu hóa các thông số hàn laser của mối nối chồng nhôm-niken. trong thực tế sản xuất.
2.1 Ảnh hưởng của công suất laser đến độ sâu và chiều rộng xuyên thấu
Độ sâu và chiều rộng của mối hàn bị ảnh hưởng rất nhiều bởi năng lượng laser, trong khi chiều cao dư của mối hàn không đều đặn, có thể do hướng của khí bảo vệ theo một số thông số. Khi công suất laser nhỏ (1,8kW), tấm thép không gỉ chỉ có lượng nóng chảy nhỏ, độ xuyên thấu của mối hàn nhỏ và chiều rộng nóng chảy hẹp. Với sự gia tăng công suất laser, độ sâu và chiều rộng xuyên thấu tăng lên đáng kể, khi công suất laser đạt 2,4kW, mối hàn vừa bị xuyên thủng, và khi công suất laser tăng trở lại, chiều rộng xuyên thấu tiếp tục tăng và mối hàn phía sau được tăng lên. cũng được mở rộng.
2.2 Ảnh hưởng của tốc độ hàn đến chiều sâu và chiều rộng ngấu
Với việc giảm tốc độ hàn, độ sâu và chiều rộng xuyên thấu tăng lên đáng kể, khi tốc độ hàn chỉ còn 30mm/s, mối hàn sắp bị xuyên thủng hoàn toàn và khi công suất laser tăng trở lại, chiều rộng xuyên thấu tiếp tục tăng, và mối hàn phía sau cũng bị xuyên thủng và mở rộng.
3. Kết luận
3.1 Khi công suất tăng, nhiệt lượng laser đầu vào tăng, lượng nóng chảy của vật liệu kim loại hàn sẽ tăng lên và kích thước của bể hàn sẽ tăng theo, do đó làm tăng chiều rộng mối hàn. Tốc độ hàn càng nhanh thì chùm tia laser di chuyển trên bề mặt mẫu càng nhanh, năng lượng đầu vào của mối hàn trên một đơn vị thời gian và đơn vị chiều dài giảm, nhiệt đầu vào hàn laser giảm và lượng vàng nóng chảy vật liệu bị giảm nên chiều rộng mối hàn trở nên nhỏ hơn.
3.2 Trong mối hàn laser nhôm-niken, khi công suất laser thấp hoặc tốc độ hàn cao, lượng nóng chảy kim loại cơ bản của giao diện mối nối nhôm-niken sẽ ít hơn, đồng thời chiều rộng nóng chảy và biến dạng của mối nối nhôm-niken nhỏ hơn. Khi công suất laser tăng hoặc tốc độ hàn giảm, lượng nóng chảy của kim loại cơ bản tăng lên và chiều rộng nóng chảy của mối hàn tăng lên.
Công ty TNHH Công nghệ Laser Tây An Guosheng là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên về R&D, sản xuất và kinh doanh máy ốp laser tự động, máy ốp laser tốc độ cao, máy dập tắt laser, máy hàn laser và thiết bị in laser 3D. Sản phẩm của chúng tôi có hiệu quả về chi phí và được bán trong và ngoài nước. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo số bob@gshenglaser.com.