在实际应用中,对双相不锈钢接头要求严格。其主要的使用缺陷是脆性和耐蚀性 下降,具体是因为焊缝及热影响区两相比例与平衡态偏差较大,二次相析出(金属间 相、氮化物等)、出现α相脆化等。利用激光、电子束等高能束流焊接,冷却时间虽快 但不易填充金属,焊缝及热影响区的两相比例难控制,会使得接头冲击和腐蚀性能恶 化[9]。而激光-MIG复合热源利用电弧将热作用范围扩大,降低冷却速度,焊丝容易填 充,双相不锈钢应用此方法较为理想,本实验就是采用激光-MIG复合焊接方法。 1。3。3 激光-电弧复合焊概述
(1)激光焊 激光焊接技术是一种通过使用高能密度热源在待焊工件很小的区域内作用,短时
间内把激光的能量转化为热能,加热填充料熔入以形成焊缝。较之前的焊接工艺,焊 接速度高,线能量低;同时焊件变形不大,热影响区狭窄,焊接产生的缺陷少,得到 的焊缝优良等等都是它的优势。随着科技的发达,激光器等级和光束质量都有所提升, 激光焊接技术被不断的完善。在众多领域都有广泛的应用,是公认的二十一世纪最有 生命力的焊接方法之一。但是问题也有不少,比如大功率激光器费用高,设备投资花 费大,进行焊接前准备工作的要求也相当严格。光束能量重复利用率低,资源浪费都 对它的应用产生限制[14]
(2)激光—电弧复合焊
20世纪70年代,英国伦敦帝国大学研究后提出了电弧加强激光焊的概念[11]。 W。M。Steen在研究激光与TIG电弧作用时最先发现,激光对于电弧具有吸引、约束、 和稳定的作用;同时电弧的预热作用对于提高材料吸收激光很有帮助。激光-电弧复 合焊通过多年研究历程将激光焊接和电弧焊接两种焊接方法的优点共集一身,还回避 了这两种方法各自的缺陷,是一种全新的焊接方法,可以说应用前景一片光明。
1。3。4 激光—电弧复合焊接形式
(1)激光-TIG 复合焊接 这是很早以前复合焊形式的一种,多用于焊接薄板金属,焊接高热导率的金属尤
为合适。焊接速度提高,单一TIG焊接时效率低的情况不再存在。20 世纪90年代又 研究出了激光与TIG轴焊接,它是无方向性的焊接,焊接过程相对稳定,焊接速度也 明显得到提高;并且焊接过程中匙孔的直径提高1。5倍,这对于气体的逸出有帮助, 焊缝中的气孔变得稀少。
(2)激光-MIG/MAG 复合焊接 这种复合焊接技术灵活性较强,适合于中厚板以及铝合金等难焊金属的焊接。焊
丝熔入焊缝的微观组织改变较大,接头的综合力学性能被提高。加入电弧可以改善间 隙搭桥能力,降低了单一激光焊接时坡口制备的精度要求。激光可以在合适的参数下 可以改变熔滴过渡的方式,使得焊接过程更加稳定,减少了单一MIG/MAG焊时的飞 溅量和焊后处理的工作量。激光-MIG/MAG旁轴复合易于实现,而同轴复合则难以 实现。
(3)激光-双电弧复合焊接 在德国的亚琛大学焊接研究所(ISF)研发出激光-双MIG复合焊[15],这种焊接
技术适用于中厚板的焊接,也适合一些难焊的金属。无间隙接头焊接时,双电弧复合 热源的焊接速度高出一般的激光-MIG电弧三分之一左右,间隙宽度可达2 mm。此 焊接过程比较稳定,比激光-MIG 电弧复合热源的焊接能力超出许多,同时这种焊 接技术更好地实现了自动化焊接。
(4)激光-等离子弧复合焊接 这种焊接技术的优点体现在刚性好、温度高、方向性强、电弧引燃性好、加热区
窄。适用于薄板对接,镀锌板搭接;高反射率和高热导率的材料(如钛合金、铝合金) 的焊接切割都可使用;还可用于表面合金化。