当前位置: 首页 > 行业资讯 > 详细内容

激光焊接机工作过程中焊缝表面凸起的原因

编辑   重庆初刻   发表于2022-09-16
激光焊接机相对传统焊接设备,具有焊接快、焊缝美观、热影响区域小,操作简单等优点,但不可避免,在激光焊接机工作过程中可能会出现的一些焊接瑕疵,例如焊缝表面出现凸起的现象,对于这种现象的产生,经研究分析主要由以下几个因素造成的。

一、材料热膨胀及热应力的影响
在激光束的快速加热情况下,工件迅速受热升温,体积发生膨胀。由于激光束加热集中,在激光作用的周围区域温度升高不是很大,激光作用区材料受热膨胀受到周围较冷部分基体的阻碍,在该区域形成压应力,同时被焊板材发生轻微的向下弯曲变形。

尽管此应力与其他焊接方法相比是微不足道的,但它是表面凸起的主要影响因素之一。当激光束继续作用,工件上表面温度继续升高,压应力增大。与此同时,材料的屈服极限随温度升高而下降。到一定阶段,材料屈服极限小于周围的压应力数值,熔池上表面附近材料发生屈服变形,并产生堆积。在激光束移动到下一区域后,先前发生堆积部分温度迅速下降而冷凝,凝固后的表面保持了凝固前弯曲的堆积形貌,从而形成了焊缝表面的凸起。



二、熔池表面熔体的流动

激光焊接机焊接过程中,熔池受到各种复杂外在因素的影响,造成表面熔体的流动,这客观上对于表面凸起有着很重要的影响。对于熔池表面熔体的运动,至今已有多种假说。同时,由于激光功率的变动或激光与熔池耦合也造成熔体流动。这种说法都有一定道理,在实际激光焊接过程中,因熔池熔体流动造成表面凸起是.上述因素综合影响的结果。一般研究认为,熔池表面熔体的流动主要受表面张力梯度、小孔效应、金属材料蒸发及气体电离产生的等离子体热喷发、保护气流及辅助气流的冲击等的影响。

三、组织的变化
激光焊接机焊接时,材料受热形成液态熔池,然后冷凝形成焊缝,组织有很大的差异。由于不同组织的密度不一样,焊缝体积会发生变化,这往往会对焊缝表面凸起造成影响。由于激光束高能量密度及集中加热,使得材料的升温和冷却速度极快,一般激光焊接后会形成条状的马氏体组织和贝氏体组织。经试验研究发现,材料相变体积的变化量与材料的含碳量有很大关系,对一般中低碳钢,相变体积变化占总凸起量的1/8~1 /4左右,对于高碳钢则会更高,在焊接时往往不能忽略这个因素。