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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: 2019-10-17 0:32:04 * 浏览: 1
随着科学技术的不断发展,许多工业技术对材料都有特殊的要求,而采用熔炼法生产的材料已不能满足需要。因此,特别有必要采用粉末冶金法制备一些用于现代工业应用的材料。由于粉末冶金材料的特殊性能和制造优势,传统的冶炼材料已在汽车,飞机和工具切削工具等某些领域被取代。随着粉末冶金材料的发展,其与其他零件的连接。它变得越来越突出。钎焊和凸焊一直是连接粉末冶金材料的最常用方法。然而,由于低的结合强度和较宽的热影响区,它不适用于高温和高强度的要求,这限制了粉末冶金材料的应用。 。在1980年代初期,激光焊接以其独特的优势进入了粉末冶金材料加工领域。与传统的焊接方法相比,激光焊接具有以下特点:长宽比大,焊缝窄,焊缝强度高,热影响区小,对周围结构无影响,焊接变形小,焊接过程自动。高生产率。因此,它在粉末冶金材料加工领域迅速发展,典型的应用是在金刚石工具的制造中。在1980年代初期,Mosca发现CO2激光可以成功地焊接某些P / M材料。当选择条件时,焊接接头强度高,热影响区狭窄,并且发现激光焊接的结果被烧结。条件非常敏感:吸热气体不适合激光焊接材料的烧结气氛,并且在氢气,分解的氨和真空中烧结的材料可以成功地用于激光焊接[2]。英国Nimbus金刚石工具公司于1985年底引入了激光焊接技术。到目前为止,该公司已投资25万英镑开发了这种焊接金刚石段的高科技方法。在德国,Fritsch Sondermaschinen GmbH博士开发了一种新型的全自动激光焊接方法,用于焊接金刚石钻头和锯片,从而大大提高了焊接强度。此外,意大利,日本和比利时在这方面也有报告[3] [4] [5]。近年来,从事该领域研究工作的单位数量逐渐增加。例如,华中科技大学国家激光加工工程研究中心已经成功地将激光焊接技术应用于金刚石锯片和钻头的生产,从而改变了传统的烧结和钎焊技术。焊接过程大大提高了接头的强度和高温强度[7]。激光焊接工艺的特点1影响焊接质量的主要因素1.1材料组成合金元素的含量和类型对机械性能(如焊接强度,韧性和硬度)有很大的影响。烧结的低碳钢,Ni和Cu合金以及Co合金可以在一定条件下成功进行激光焊接。烧结中碳钢的焊前预热和焊后慢冷措施也可以保证焊接质量,降低裂纹敏感性。图1显示了中碳钢在预热和不预热条件下焊接区的显微硬度分布。预热时硬度降低,接合韧性提高,这是因为该结构用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,分解的氨气和真空中烧结的材料可以成功进行激光焊接。在干净的还原气氛中烧结的材料显示出较少的孔,空隙,夹杂物和氧化物。烧结温度,保温时间,压力和温度-压力曲线也是成功焊接的重要保证。 1.3孔的数量,形状和分布会影响材料的物理性能,例如导热性,热膨胀性和可淬性。这些物理性能直接影响母材的可焊性因此,与具有相同成分的冶炼材料相比,焊接更加困难。对于激光焊接零件,大量的空隙会降低焊接强度,甚至降低焊接工艺。