联系我们

Contact


地址:厦门市湖里区县后ABB公司对面27路37路终点总站旁
电话:0592-5550331
联系人:吴先生
邮箱:763218490@qq.com
当前位置:首页> 行业资讯

激光焊接技术在粉末冶金材料中的应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-11-18 2:36:06 * 浏览: 7

   随着科学技术的不断发展,许多工业技术上对材料特殊要求,应用冶铸方法制造的材料已不能满足需要,所以采用粉末冶金方法制取一部分现代工业上应用的材料尤为必要。

  由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造优点,在某些领域如汽车、飞机、工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料,随着粉末冶金材料的日益发展,它与其它零件的连接问题显得日益突出,钎焊和凸焊一直是粉末冶金材料连接最常用的方法,但由于结合强度低,热影响区宽,特别不能适合高温及强度要求高的场合,使粉末冶金材料的应用受到限制。

  在八十年代初期,激光焊以其独特的优点进入粉末冶金材料加工领域。与传统的焊接方法相比,激光焊具有以下特点:深宽比大,焊缝窄,焊缝结合强度高;热影响区小,对周围组织无影响,焊接变形小;可以实现焊接过程自动化,生产效率高。因而在粉末冶金材料加工领域发展较快,典型应用是在金刚石工具制造中。在八十年代初,Mosca就发现CO2激光能很成功的焊接某些P/M材料,当条件选择得当时,焊缝结合强度较高,热影响区很窄,还发现激光焊接的结果对烧结条件很敏感:吸热型气体不适合作激光焊接材料的烧结气氛;在氢气、分解氨和真空中烧结的材料都能成功地应用于激光焊接中[2]。英国的Nimbus金刚石工具公司于1985年底引进激光焊接技术,到目前为止,该公司已投资25万英磅用于开展这种高新技术方法焊接金刚石扇形块。在德国,Dr.FritschSondermaschinenGmbh公司已研究出新的全自动激光焊接方法,用于焊接金刚石钻头和锯片,大大地提高了焊接强度。此外,意大利、日本、比利时也有这方面的报道[3][4][5]。

  近年来,我国从事这方面的研究工作的单位逐渐增多,如华中理工大学激光加工国家工程研究中心就成功地将激光焊接技术应用于金刚石锯片和钻头的生产中,改变了传统的烧结和钎焊工艺,使连接部位的强度和高温强度大大提高[7] 。

  激光焊接工艺特点

  1 影响焊接质量的主要因素

  1.1 材料成份合金元素的含量、种类对焊缝强度、韧性、硬度等力学性能影响很大。烧结低碳钢、烧结Ni和Cu合金、Co合金在一定条件下,均能成功地进行激光焊接。烧结中碳钢采取焊前预热和焊后缓冷的措施也可保证焊接质量,降低裂纹敏感性,图1表示了中碳钢预热和不预热条件下焊缝区的显微硬度分布,预热时硬度降低,接头韧性增加,因为组织由贝氏体和少量的珠光体代替了针状马氏体。

  1.2 烧结条件在氢气、分解氨和真空中烧结的材料均能成功的进行激光焊接,在干净的还原性气氛中烧结的材料焊后出现的气孔、孔洞、夹杂和氧化物较小;此外,合适的烧结温度、保温时间、压力及温度-压力曲线也是焊接成功的重要保证。

  1.3 孔隙孔隙的数量、形态和分布影响材料的物理性能如热传导率、热膨胀率和淬硬性等,这些物理性能直接影响材料可焊性,使焊接较同成份的冶铸材料相比难度加大。对于激光焊接零件来讲,大量的孔隙会使焊接强度降低甚至焊接过程无法进行。