激光焊接气孔产生机理

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激光焊接气孔产生机理

激光焊接气孔产生机理

来源:大口径非标厚壁焊接管发布:2020-05-17 00:10:24类别:不锈钢材料

激光深熔焊过程中容易产生气孔缺陷,从形成原因的角度可以分为两类。一类是冶金型气孔,温度的降低导致溶于液态金属气体的溶解度下降而析出,或因冶金反应产生不溶性气体,未及时逸出而残留于焊缝中形成的气孔,在传统的熔焊过程中此类气孔也大量存在,气孔中气体的主要成分为氢气、氮气、一氧化碳等不溶性气体[27];另一类则是工艺型气孔。焊接过程中,激光束所形成的匙孔处在极为不稳定的状态,匙孔下部区域易产生坍塌和缩颈,形成包裹气体的气泡,同时熔池底部的扰动非常强烈,气泡进入熔池后未及时上浮而随焊缝冷却形成气孔。

目前小孔坍塌模型被大多数研究人员认同的主要有两种:MatsunawaKatayama模型以及Tsukamoto模型。前一种模型认为气孔是由小孔后壁的凹坑引起的。由于匙孔前壁局部隆起,受到激光辐射后凸起处金属剧烈蒸发,产生的较大蒸汽压力作用于匙孔后壁使之形成凹坑,凹陷部位塌陷后形成气泡,不能逸出熔池形成气孔。后一种模型从液柱稳定性的角度出发,激光作用下的匙孔细长,当液柱长度大于其断面周长时液柱失稳,就会发生颈缩现象,液柱在颈缩处被拉断产生气泡,由于激光辐射的持续存在,颈缩处被激光照射,产生的金属蒸汽反作用于颈缩处使之再次张开,匙孔处于颈缩与鼓胀交替的形态。

板式换热器板片的焊接为非熔透激光焊接,由于激光匙孔没有穿透板材,焊接产生的工艺型气泡只能从上表面逸出,从而加大气泡脱离难度,气泡残留在焊缝中的可能性大。此外,非熔透激光焊接的匙孔稳定性远不如熔透焊,气孔产生的可能性也大大增加。

本文标题:激光焊接气孔产生机理

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