高反射材料是反射率较高的材料,它们会反射大部分入射光,吸收较少。常见的高反射金属材料包括:铝、铜、金和银。一些高反材料的反射率可达80%-90%,高反材料在激光焊接时仅吸收很小一部分能量,因此操作时需要格外小心。
手持激光焊接铝、铜等高反射材料存在哪些问题?难点1:更高的反射率和非常高的热导率需要更高的能量密度:难点2:有些铝合金含有硅、镁等挥发性元素,导致焊缝中气孔较多;难点3:铝焊丝较软,送丝过程中容易堵丝。
为了解决上述问题,需要注意以下事项:
1、焦距长度:手持激光焊接通常采用正焦点焊接,不要选择焦点位置和负焦点以外的位置,因为:激光能量主要集中在焦点中心位置,焦点在工件表面或者工件内部,这样熔池内部激光功率密度过高,易造成焊接飞溅,焊缝表面粗糙,不平整。
2、保护气体的选择:焊接保护气体通常选用惰性气体氩气,纯度建议为99.99%,不低于99.9%;气流量以15-20L/min为宜,功率越大,气压越高。
3、工件磨削处理:工件表面水分、铁锈、油污等进入熔池后会析出气体,当熔池快速凝固时气体来不及溢出就会形成气孔,所以焊前要做好工件的清理工作,清理掉工件焊缝两侧表面20mm范围内的油污、氧化膜。
4、焊丝选择:根据不同的板材,我们需要使用不同的焊丝,铝材一般使用5356系列焊丝(推荐)或者4043系列,由于铝材焊丝较软,通常建议使用1.2/1.6mm直径的焊丝。
5、送丝轮及送丝胶管选择:铜丝可参考不锈钢,采用V型送丝轮,碳钢送丝软管;铝丝采用U型送丝轮和较短的石墨送丝软管(约3米)。
6、参数选择:由于铝、铜材料的反射率很高,热导率很高,要求能量密度较高,因此推荐的设备类型及焊接参数,高于同等厚度的不锈钢;
7、焊接工艺及角度:焊接铝合金等高抗材料时,枪头与工件保持45度角,枪头微压,确保焊丝与板材贴合,出光时手要放松并感受到送丝的推力(焊丝越粗推力越大),顺着推力引导枪头行进的路线即可,避免手用力感觉不到推力一直推到枪头回不去。
8、保护镜片的选择:有些客户自己购买劣质的保护镜片,为了降低成本,选用普能基材,镀膜工艺没有保证,透过率低,经不起激光的穿透,导致镜片吹孔,寿命很短。建议从厂家正规渠道购买激光配件,质量和寿命更有保障。
9、激光芯径选择:众所周知,在激光功率一定的情况下,芯径越小,功率密度越大,所以激光的亮度至关重要。亮度越高,意味着设备抗高反能力越强,突破材料的密度阈值越高,材料越容易吸收,高反材料的加工易如反掌。