Das Laserschweißverfahren für Aluminiumlegierungen ist eine neue Technologie. Im Vergleich zum herkömmlichen Schweißverfahren zeichnet es sich durch starke Funktion, hohe Zuverlässigkeit, keine Vakuumbedingungen und hohe Effizienz aus. Es bietet die Vorteile einer großen Leistungsdichte, einer geringen Gesamtwärmezufuhr, einer großen Eindringtiefe bei gleicher Wärmezufuhr, einer kleinen Wärmeeinflusszone, einer geringen Schweißverformung, einer hohen Geschwindigkeit und einer einfachen industriellen Automatisierung. Es hat einen großen Anwendungsvorteil, insbesondere bei wärmebehandelten Aluminiumlegierungen.
Es kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen und den Wärmeeintrag erheblich reduzieren, was die Produktionseffizienz verbessern und die Schweißqualität verbessern kann. Beim Schweißen hochfester und dicker Aluminiumlegierungen ist ein Einzeldurchgangsschweißen mit herkömmlichen Schweißverfahren überhaupt nicht möglich, und beim Lasertiefschweißen entsteht ein Schlüsselloch mit großer Tiefe, wodurch der Schlüssellocheffekt erzielt werden kann.
Vorteile des Laserschweißens von Aluminiumlegierungen
1. Hohe Energiedichte, geringer Wärmeeintrag, geringe Wärmeverformung, schmale Schmelzzone und Wärmeeinflusszone sowie große Schmelztiefe;
2. Die hohe Abkühlrate führt zu einer mikroverschweißten Struktur und einer guten Verbindungsleistung;
3. Im Vergleich zum Kontaktschweißen werden beim Laserschweißen keine Elektroden verwendet, wodurch Arbeitsstunden und Kosten reduziert werden.
4. Die Vakuumatmosphäre beim Elektronenstrahlschweißen ist nicht erforderlich und das Schutzgas und der Druck können ausgewählt werden. Die Form des zu schweißenden Werkstücks wird durch Elektromagnetik nicht beeinflusst und es entstehen keine Röntgenstrahlen;
5. Schweißen von Metallmaterialien in geschlossenen transparenten Gegenständen;
6. Der Laser kann Glasfasern für die Fernübertragung verwenden, so dass der Prozess anpassbar ist, und mit dem Computer und dem Manipulator kann er die Automatisierung und Präzisionssteuerung des Schweißprozesses realisieren.
Beim Laserschweißen von Aluminiumlegierungen müssen die folgenden Punkte beachtet werden
1. Aufgrund der geringen Absorptionsrate und der hohen Wärmeleitfähigkeit muss beim eigentlichen Aluminiumlegierungsschweißprozess auf eine gute Strahlfokussierung geachtet werden und gleichzeitig sollten hochenergetische Laserstrahlen mit hoher Leistungsdichte zur Bestrahlung verwendet werden.
2. Beim Laserschweißen von Aluminiumlegierungen kommt es zum Tiefschweißen, und die Laserfunktion muss einen bestimmten Schwellenwert erreichen, was bestimmte Anforderungen an den Laser stellt und auch einen schwierigen Punkt beim Laserschweißen darstellt. Die Ionisierungsenergie der Aluminiumlegierung ist niedrig, und das fotoinduzierte Plasma kann beim Schweißen einiger Marken leicht überhitzen und diffundieren, und die Schweißstabilität ist schlecht.
3. Das Schweißen von Aluminiumlegierungen erfordert eine hohe Energiedichte des Laserstrahls und eine gute Strahlfokussierung. Aluminiumlegierungen sind typische eutektische Legierungen. Durch die schnelle Erstarrung S beim Laserschweißen werden die kleinen Löcher durch das ausgespritzte Plasma aus dem Schmelzbad geblasen, bevor sich die kleinen Löcher zu den sogenannten Spritzlöchern bilden.
4. Die flüssige Aluminiumlegierung weist eine gute Fließfähigkeit und eine niedrige Oberflächenspannung auf. Die Instabilität während des Schweißprozesses führt dazu, dass das Schweißbad heftig oszilliert, was zu Unterschneidungen und Formungsunterbrechungen führt. In der Schweißnaht entsteht ein Prozessloch mit größerem Durchmesser, oder es wird durch das ausgespritzte Plasma ein kleines Loch aus dem Schmelzbad geblasen, bevor das Loch zu einem sogenannten Spritzloch verschlossen wird.