Con la crescente applicazione di metalli non ferrosi, la sua tecnologia di connessione ha attirato sempre più attenzione. Il nichel puro industriale ha un'eccellente resistenza alla corrosione. Nella produzione industriale, il nichel puro viene utilizzato principalmente per produrre acciaio inossidabile e altre leghe resistenti alla corrosione e può anche essere utilizzato come catalizzatore per la reazione di idrogenazione, nonché per la fabbricazione di prodotti ceramici, circuiti elettronici, vetro verde e composti di Ni. L'alluminio ha bassa densità, buona duttilità, eccellente resistenza alla corrosione, conduttività termica ed elettrica e può ancora ottenere proprietà meccaniche soddisfacenti a temperature molto basse. È stato ampiamente utilizzato nell'industria chimica, nei macchinari, nei trasporti, nell'edilizia, nell'aerospaziale e nella produzione e vita quotidiana. I metodi di saldatura tradizionali (come MIG, TIG, ecc.) saldano tali metalli, ma la resistenza del giunto è insufficiente e la saldatura è facile da produrre gas, inclusioni di scorie, crepe e altri difetti e lo stato superficiale del metallo saldato ha un grande impatto sulla qualità della saldatura. La saldatura è soggetta a deformazioni e porosità, lo stress residuo è elevato ed è sensibile alla tensocorrosione, che non può sfruttare appieno le proprietà dei materiali. Pertanto, è assolutamente necessario e urgente esplorare l’applicazione di nuovi metodi di saldatura nei materiali componenti in nichel e alluminio.
1. Influenza dei parametri di saldatura sulla formazione superficiale dei giunti saldati
Nel test di saldatura laser alluminio-nichel, i parametri di saldatura coinvolti includono principalmente la frequenza laser, la potenza del laser e la velocità di saldatura. A causa dei loro diversi effetti sull'articolazione, anche il grado di influenza sulle prestazioni dell'articolazione è diverso. Secondo la revisione della letteratura e parte della ricerca sperimentale, quando la frequenza del laser è di 200 Hz, l'effetto di saldatura è il migliore e può essere garantito un piccolo apporto di calore.
1.1 Influenza della potenza del laser sulla formazione superficiale del giunto saldato
Quando la potenza del laser è piccola, la deformazione complessiva del campione saldato è piccola, non vi sono porosità e crepe evidenti sulla superficie di saldatura, non vi sono evidenti fenomeni di schizzi e morsi e vi è una struttura increspata. Nel caso di velocità di saldatura costante, la larghezza di saldatura del frontale aumenterà con l'aumentare della potenza del laser. Quando la potenza del laser è inferiore a 1,8 kW, la posizione del centro di saldatura presenta un evidente avvallamento e il fenomeno dell'ossidazione non è evidente. Quando la potenza del laser è 2,0kW, la saldatura è ben formata e il fenomeno dell'ossidazione non è evidente. Quando la potenza del laser è di 2,2 kW, la saldatura è ben formata, la superficie è liscia e bella e la struttura è chiara. Quando la potenza del laser è di 2,4 kW, la saldatura è formata meglio, l'ossidazione superficiale è più grave e la parte posteriore è appena saldata. Quando la potenza del laser è di 2,6 kW, la saldatura è completamente saldata, il metallo fuso si arrotola, appare nero e l'ossidazione è molto grave.
1.2 Influenza della velocità di saldatura sulla formazione superficiale del giunto saldato
Nel caso di potenza laser costante, con il rallentamento della velocità di saldatura, la larghezza della saldatura mostra un andamento crescente. Quando la velocità di saldatura è di 50 mm/s, l'ampiezza di fusione del giunto è ridotta e si verifica una depressione lineare al centro della saldatura. Quando la velocità di saldatura è di 40 mm/s, la saldatura è ben fusa e formata, la superficie è liscia e bella e la struttura è chiara. Quando la velocità di saldatura è di 30 mm/s, la larghezza della saldatura è maggiore e l'ossidazione superficiale è grave. Quando la velocità di saldatura è di 20 mm/s, l'ossidazione della saldatura è molto grave, la saldatura inizia a produrre evidenti deformazioni, la saldatura è distorta e la parte posteriore è stata saldata.
2. Influenza dei parametri di saldatura laser sulla profondità e larghezza di penetrazione
La qualità della saldatura della struttura saldata a sovrapposizione di alluminio-nichel dipende non solo dalle proprietà meccaniche del giunto, ma anche dalla formazione della saldatura e dallo scolorimento dovuto all'ossidazione. La profondità e la larghezza della saldatura sono fattori importanti per misurare la formazione della superficie, il grado di ossidazione e scolorimento della superficie posteriore e le proprietà meccaniche del giunto. La profondità della saldatura influisce principalmente sulla qualità della saldatura, mentre la larghezza della saldatura influisce principalmente sulle proprietà meccaniche del giunto. I parametri di saldatura laser (potenza laser, velocità di saldatura) sono fattori importanti che influenzano la qualità della saldatura. In questo esperimento, è stata studiata l'influenza della potenza del laser e della velocità di saldatura sulla profondità e larghezza della saldatura, sulla microstruttura e sulle proprietà di trazione del giunto di testa in acciaio inossidabile, che ha fornito la base teorica necessaria per l'ottimizzazione dei parametri di saldatura laser del giunto sovrapposto di alluminio-nichel. nella produzione effettiva.
2.1 Influenza della potenza del laser sulla profondità e larghezza di penetrazione
La profondità e la larghezza della saldatura sono fortemente influenzate dalla potenza del laser, mentre l'altezza residua della saldatura non presenta alcuna regolarità, il che può essere causato dalla direzione del gas protettivo in alcuni parametri. Quando la potenza del laser è piccola (1,8 kW), la lamiera di acciaio inossidabile ha solo una piccola quantità di fusione, la penetrazione della saldatura è piccola e l'ampiezza di fusione è ridotta. Con l'aumento della potenza del laser, la profondità e la larghezza di penetrazione aumentano significativamente, quando la potenza del laser raggiunge 2,4 kW, la saldatura viene appena penetrata e con l'aumento della potenza del laser, la larghezza di penetrazione continua ad aumentare e la saldatura posteriore viene anche ampliato.
2.2 Influenza della velocità di saldatura sulla profondità e larghezza di penetrazione
Con la riduzione della velocità di saldatura, la profondità e la larghezza di penetrazione aumentano in modo significativo, quando la velocità di saldatura è di soli 30 mm/s, la saldatura sta per essere completamente penetrata e con l'aumento della potenza del laser, la larghezza di penetrazione continua ad aumentare e anche la saldatura posteriore viene penetrata e allargata.
3. Conclusione
3.1 Quando la potenza aumenta, aumenta l'apporto di calore del laser, la quantità di fusione del materiale metallico saldato aumenterà e la dimensione del bagno di saldatura aumenterà di conseguenza, aumentando così la larghezza della saldatura. Maggiore è la velocità di saldatura, più velocemente si muove il raggio laser sulla superficie del campione, si riduce l'apporto di energia nella saldatura per unità di tempo e di lunghezza, si riduce l'apporto di calore della saldatura laser e la quantità di fusione dell'oro saldato il materiale viene ridotto, in modo che la larghezza della saldatura si riduca.
3.2 Nel giunto saldato al laser alluminio-nichel, quando la potenza del laser è bassa o la velocità di saldatura è elevata, la quantità di fusione del metallo di base dell'interfaccia del giunto alluminio-nichel è inferiore e l'ampiezza di fusione e la deformazione del giunto alluminio-nichel sono più piccoli. Quando la potenza del laser aumenta o la velocità di saldatura diminuisce, la quantità di metallo base da sciogliere aumenta e l'ampiezza di fusione della saldatura aumenta.
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