Soudage laser sur alliages d'aluminium
Les alliages d'aluminium ont les avantages d'une faible densité, d'une résistance élevée et d'une bonne résistance à la corrosion, ils sont donc largement utilisés dans l'industrie automobile, les nouvelles énergies, l'aérospatiale et la construction. À l'heure actuelle, le soudage au laser est largement utilisé dans la production de produits en alliage d'aluminium. Par rapport aux méthodes de soudage traditionnelles, le soudage au laser peut fournir une efficacité de production plus élevée, une meilleure qualité de soudure et réaliser un soudage et une automatisation de haute précision de structures complexes.
Le soudage au laser est une technologie dans laquelle un laser à haute intensité est rayonné sur la surface du métal, et le métal est fondu puis refroidi et cristallisé pour former une soudure grâce au couplage thermique entre le laser et le métal. Selon le mécanisme d'action thermique du soudage au laser, il peut être divisé en deux types : le soudage par conduction thermique et le soudage par pénétration profonde. Le soudage par conduction thermique est principalement utilisé pour le soudage d'emballages ou le soudage micro-nano de pièces de précision; Le soudage à pénétration profonde au laser est principalement utilisé pour souder des matériaux qui nécessitent une pénétration complète. Parmi eux, le processus de soudage vaporisera le matériau et le phénomène de trou de serrure apparaîtra dans le bain en fusion. C'est la méthode de soudage au laser la plus largement utilisée à l'heure actuelle, et c'est également la méthode préférée pour le soudage des alliages d'aluminium. Matériaux auxiliaires, équipement de soudage simple, pas de consommables, facile à automatiser. 02 Inconvénients : les exigences pour le film de soudage sont élevées, de sorte que la soudure est facile à couler ; le point de départ et le point final de la soudure sont faciles à produire des points clés ; la stabilité du processus de soudage est générale et les défauts de soudage se produisent facilement. 03Cas : Soudure de cadre de porte en alliage d'aluminium série - 5 de l'industrie de la décoration de bâtiment.
En raison des propriétés physiques inhérentes des alliages d'aluminium, telles qu'une faible absorption laser, un faible point d'ébullition des éléments d'alliage, une conductivité thermique élevée, un coefficient de dilatation thermique élevé, une plage de température de solidification relativement large, un retrait de solidification élevé, une faible viscosité et une absorption élevée d'hydrogène dans le liquide état, etc., de sorte que des défauts tels que des pores et des fissures chaudes sont facilement générés pendant le processus de soudage au laser. Parmi eux, la porosité est la forme de défaut la plus probable dans le processus de soudage au laser des alliages d'aluminium. Cela détruira la compacité du métal fondu, affaiblira la section transversale efficace de la soudure et réduira les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion de la soudure. Des mesures efficaces doivent donc être prises. Mesures pour prévenir la formation de pores et améliorer la qualité interne de la soudure.
Laser fusion welding porosity suppression method 01 Suppresses welding porosity through pre-welding surface treatment. Pre-welding surface treatment is an effective method to control metallurgical porosity in aluminum alloy laser welds. Usually, the surface treatment methods include physical and mechanical cleaning and chemical cleaning. After comparison, the process of chemically treating the surface of the test plate (metal cleaning agent cleaning - water washing - alkali cleaning - water washing - acid washing - water washing - drying) is the best. Among them, 25NaH (sodium hydroxide) solution is used for alkaline cleaning to remove the surface thickness of the material, and 20% HN03 (nitric acid) + 2% (hydrogen fluoride) aqueous solution is used for pickling to neutralize the residual alkali solution. After the surface treatment of the test plate, the welding is carried out within 24 hours , When the test plate stays for a long time after treatment, wipe it with anhydrous alcohol before welding. 02 Suppressing welding porosity through welding process parameters The formation of weld porosity is not only related to the quality of the surface treatment of the weldment, but also related to the welding process parameters. The influence of welding parameters on the weld porosity is mainly reflected in the penetration of the weld, that is, the back The effect of aspect ratio on stomata. It can be seen from the test that when the back-to-width ratio of the weld is R>0.6, la distribution concentrée des pores de la chaîne dans la soudure peut être efficacement améliorée. Le résidu de pores dans la soudure est éliminé.
03 Grâce à la sélection correcte du gaz de protection et du débit pour supprimer les pores de soudage Le choix du gaz de protection affecte directement la qualité, l'efficacité et le coût du soudage. Pendant le processus de soudage au laser, l'injection correcte de gaz de protection peut réduire efficacement les pores de soudure. Ar (argon) et He (hélium) sont utilisés pour protéger la surface de la soudure. Dans le processus de soudage au laser en alliage d'aluminium, le degré d'ionisation de Ar et He au laser est différent, ce qui entraîne une formation de soudure différente. Le résultat montre que le choix de Ar La porosité globale de la soudure obtenue comme gaz de protection est inférieure à celle de la soudure lorsque He est choisi comme gaz de protection. Dans le même temps, nous devons également faire attention au fait qu'une grande quantité de plasma généré par le soudage ne peut pas être soufflée si le débit de gaz est trop faible (10L/min), ce qui rend le bain de soudage instable et augmente la probabilité de formation de porosité. Le débit de gaz est modéré (environ 15L/min) et le plasma peut être obtenu. Contrôle efficace, le gaz protecteur a un bon effet anti-oxydant sur le bain de fusion et la porosité est minimale. Un débit d'air excessif s'accompagne d'une pression de gaz excessive, de sorte qu'une partie du gaz protecteur est mélangée dans le bain de fusion et la porosité augmente.
La suppression des défauts de porosité dans le soudage laser des alliages d'aluminium a toujours été un problème dans l'industrie. Affecté par les performances du matériau en alliage d'aluminium lui-même, le phénomène d'absence de porosité lors du soudage ne peut être complètement évité pendant le processus de soudage, mais la porosité ne peut qu'être réduite. Grâce à l'optimisation du processus avant et après le soudage, nous avons résumé et proposé trois façons de supprimer la porosité grâce à des expériences à titre de référence par des collègues de l'industrie. DOTSLASER laser se concentre non seulement sur la recherche et l'innovation de la technologie des produits laser, mais développe et explore également diverses technologies de traitement au laser, et attend avec impatience de discuter avec d'autres experts de l'industrie pour promouvoir l'amélioration de la technologie de traitement au laser dans mon pays.
