激光焊接常见问题及解决方法
激光焊接是一种利用高能量密度的激光束作为热源的高效精密焊接方法,它具有高效精准、简单易上手等优势。如今,激光焊接已广泛应用于各个行业,如:电子零件、汽车制造、航空航天等工业制造领域。
然而,激光焊接并非无所不能,有时也会因为操作或者参数设定上的原因,导致加工出现差错。只有充分了解这些问题并学习如何避免或解决它们,才能更好地发挥激光焊接的价值。
本文将介绍激光焊接中常见的十个问题及其解决方法,帮助您提高激光焊接的质量和效率。
1. 焊接飞溅
问题描述:焊接完成后,材料或工件表面出现许多金属颗粒,附着在材料或工件表面。飞溅严重影响焊缝的表面质量,会污染和损坏镜片。
问题原因:材料或工件表面在焊接前未进行清理,存在着油渍和污染物,也可能是镀锌层的挥发所致。飞溅与功率密度直接相关。功率密度过高会导致金属熔化过快,形成飞溅。
解决方法:在激光焊接前对材料或工件表面进行清理,去除油渍和污染物。适当降低焊接能量,减少飞溅。
2. 裂纹
问题描述:连续激光焊接中产生的裂纹主要是热裂纹,如晶体裂纹、液化裂纹等。裂纹会降低焊缝的强度和韧性,影响产品的性能和寿命。
问题原因:主要是焊缝未完全凝固前收缩力过大所致。收缩力与材料的热膨胀系数、熔池深度、冷却速度等因素有关。收缩力超过材料的抗拉强度时,就会产生裂纹。
解决方法:填丝、预热等措施可以减少或消除裂纹。填丝可以增加熔池中的金属量,降低收缩力;预热可以降低温度梯度,减缓冷却速度。
3. 气孔
问题描述:焊缝表面出现气孔。气孔会降低焊缝的密实度和强度,影响产品的质量和外观。
问题原因:主要有两方面:一是激光焊接熔池深而窄,冷却速度很快。液态熔池中产生的气体来不及溢出,容易导致气孔的形成;二是焊缝表面未清理干净,或镀锌板锌蒸气的挥发所致。锌蒸气在高温下会与氧气反应,产生氧化锌,从而形成气孔。
解决方法:清理焊缝表面,改善锌受热时的挥发。此外,吹气方向也会影响气孔的产生。吹气方向应与焊接方向一致,以便将气体从熔池中排出。
4. 咬边
问题描述:焊缝与母材结合不好,出现坡口,深度大于0.5mm,总长度大于焊缝长度的10%,或大于验收标准要求的长度。
问题原因:主要有三方面:一是焊接速度过快,焊缝中的液态金属不会在小孔的背面重新分布,在焊缝两侧形成咬边;二是接头组装间隙过大,接头填充中的熔融金属减少,也容易发生咬边;三是激光焊接结束时,如果能量下降时间过快,小孔容易塌陷,也会造成局部咬边。
解决方法:控制激光焊接机的加工功率和速度匹配,避免咬边。对检验发现的焊缝咬边,可进行抛光、清理和修补,使其符合验收标准的要求。
5. 焊缝堆积
问题描述:焊缝明显填充过多,填焊时焊缝过高。
问题原因:送丝速度过快或焊接时焊接速度过慢。
解决方法:提高焊接速度或降低送丝速度,或降低激光功率。
6. 焊接偏差
问题描述:焊缝金属不会在接头结构的中心凝固。
问题原因:焊接时定位不准确,或填充焊时光与丝的对位不准确。
解决方法:调整焊接位置,或调整补焊时间和光与丝的位置,以及光、丝与焊缝的位置。
7. 焊缝凹陷
问题描述:焊缝金属表面出现凹陷的现象。
问题原因:钎焊时,焊点中心不良。光斑中心靠近下板,偏离焊缝中心,导致部分母材熔化。
解决方法:调整光丝匹配。
8. 焊缝成型不良
问题描述:焊缝成型不良包括:焊缝波纹不良、焊缝不平整不整齐、焊缝与母材过渡不平滑、焊缝不良、焊缝不平整等。
问题原因:钎焊时,送丝不稳定,或光线不连续等。
解决方法:调整设备的稳定性。
9. 焊道
问题描述:当焊缝轨迹变化较大时,拐角处容易出现焊道或成型不均等现象。
问题原因:钎焊时,示教不均匀所致。
解决方法:在最佳参数下钎焊,并调整好示教以连贯过度转角处。
10. 焊缝颜色不一
问题描述:焊缝表面出现不同的颜色,如白色、黄色、蓝色、紫色等。
问题原因:主要是由于焊缝表面的氧化程度不同所致。氧化程度与焊接温度、保护气体、材料成分等因素有关。不同的氧化程度会导致不同的光学反射特性,从而呈现不同的颜色。
解决方法:选择合适的保护气体,如氩气、氮气等,以减少焊缝表面的氧化。或者在焊接后对焊缝表面进行抛光、酸洗等处理,以去除氧化层。