激光掃描焊接工藝在鋁合金焊接中的應用

激光掃描焊接工藝在鋁合金焊接中的應用
        鋁合金材料作為現(xiàn)階段應用較廣的一種新興材料，有自重小、密度低等缺點，但是也具有強度高以及可塑性、靈活性強等特點，加之其較強的導電性、抗腐蝕性、導熱性，多被運用到航天事業(yè)、汽車機械事業(yè)以及醫(yī)療器械等領域，但這些領域對鋁合金的焊接工藝要求非常高。而激光掃描焊接工藝是近幾年來新興的一種高效的焊接技術，作為一種新興的焊接工藝被廣大學者認可與關注。但其焊接過程中容易出現(xiàn)的氣孔缺陷問題，嚴重影響材料結構的質量和發(fā)展前景，更新與完善現(xiàn)有的焊接工藝對發(fā)展鋁合金事業(yè)而言至關重要。本文從分析激光掃描焊接技術的特點和難點入手，針對激光掃描焊接工藝在鋁合金焊接中的應用進行探討，以期發(fā)揮鋁合金的應用價值，提升材料使用率。
        一、激光掃描焊接技術的特點
        激光掃描焊接工藝主要是借助激光束通過透射到掃描鏡上的 X、Y 軸這兩個反射鏡上，再通過計算機對反射角度進行有機調控，從而確保焊接的正確定位點，達到提高焊接工藝質量、提升鋁合金使用效率的目的。它的特點在于具有較強的靈活性，不僅掃描范圍廣，定位以及焊接氣孔之間的銜接還特別的牢固，有利于降低激光污染。相較于傳統(tǒng)的電弧焊，現(xiàn)今的激光掃描焊接技術具有較為明顯的優(yōu)勢，如熱輸入低、變形小等。其中多個焊接點是其區(qū)別于傳統(tǒng)焊接工藝的一大特性，不僅有助于提升工作效率，還能有效確保焊接質量，故其是現(xiàn)階段鋁合金焊接工藝中使用頻率較高的一種焊接技術。
        但因為鋁合金材料自身的特性，在激光掃描焊接的使用過程中，往往會出現(xiàn)氣孔缺陷等問題，進而影響焊接質量與效果。研究表明，鋁合金在焊接過程中出現(xiàn)的氣孔缺陷等問題，主要與工作本身不潔凈與匙孔的穩(wěn)定性差等因素有關。在激光掃描焊接過程中，匙孔內部正處于振蕩狀態(tài)，內部液態(tài)金屬會在焊接的熱氣中加劇流動，加之金屬的蒸汽外噴會使保護氣體吸入匙孔底部，產(chǎn)生氣泡，進入熔池。而激光掃描焊接技術焊接速度會在較短時間冷卻下來，這樣氣泡無法及時排出從而留在焊縫處形成氣孔。
        二、激光焊接鋁合金技術的難點
        （一）鋁合金的表面對激光光線具有較強的反射性。因鋁合金屬于有色金屬，對光線具有反射性，而激光是一種更強烈的光束，一旦接觸到鋁合金材料的表面將更容易引起反射，換言之，鋁合金對激光這種具有強烈光束的因子具有高反射率與低吸收率。此外，鋁合金具有較強的導熱性，容易在激光掃描焊接過程中出現(xiàn)熱量的導移，導致焊接失敗。所以，在激光掃描焊接鋁合金的過程中，需要密切注意與提高激光功率密度，杜絕反射與導移現(xiàn)象的發(fā)生，爭取極短時間高密度焊接，如此一來就能有效防治反射性問題的發(fā)生。
        （二）激光焊接鋁合金需做好充足準備。因鋁合金具有較強的活潑性與易氧化性等特點，其表面易吸附大量灰塵水分。所以，在進行激光掃描焊接時，如果沒有充足的準備，其表面所吸附的東西很容易就留在其表面，從而嚴重影響鋁合金質量與焊接效果。因此，進行激光掃描焊接鋁合金時，需將鋁合金表面清洗干凈，去除掉漆表面的油污。同時，還需要防止焊接過程中發(fā)生氧化作用而造成爆炸風險，故需去除掉金屬表面氧化膜。
        三、激光焊接鋁合金技術的應用
        （一）激光焊接鋁合金工藝在石油管道中的應用。在石油管道中，運用鋁合金管道能夠有效增加管道口徑、增加石油管道壁的厚度，讓運輸管道能夠在有限的時間內運輸最多的石油。但石油運輸有很高的危險性，易發(fā)生石油泄漏，稍有不當就會造成數(shù)以億計的財產(chǎn)損失或成百上千的人員傷亡，并嚴重污染環(huán)境與地下水。對此，在鋁合金的石油管道焊接過程中，需要著重提升焊接質量，避免出現(xiàn)氣孔缺陷等問題。而激光掃描焊接技術在鋁合金石油管道過程中，能夠產(chǎn)生巨大功效，通過這種焊接工藝，能夠有效控制焊接的質量確保所焊接的工藝符合材料的需求，特別是能不在開坡口的前提下完成焊接操作。在焊接過程中，一次成型的焊縫質量往往比較高，能夠避免石油泄漏等風險，提升石油運輸?shù)陌踩浴？梢?，激光掃描焊接工藝在鋁合金石油管道中應用，能夠確保焊縫之間的嚴密性，確保石油運輸?shù)陌踩裕瑥亩岣咪X合金在石油管道中的應用效率。
        （二）激光焊接鋁合金工藝在汽車制造業(yè)中的應用。隨著時代的發(fā)展、社會的進步以及人們生活水平的不斷提升，出門旅行乘車打的似乎已成了人們習以為常的事情，同時也對我們出門旅行的交通工具提出了較高要求。因此，汽車行業(yè)也在不斷尋找新型耐用的材料與技術手段來提升汽車質量，確保人們出行質量。將先進的激光掃描焊接技術運用到汽車制造業(yè)中，通過薄鋁合金激光焊接技術的制造與應用能夠有效減輕車身重量，減少汽車制造業(yè)工序，提升制作效率，贏得廣大汽車制造商的青睞。所以，想要拓寬鋁合金的使用范圍，就需要充分重視激光掃描焊接鋁合金工藝在汽車制造業(yè)中的應用，利用激光掃描焊接工藝凸顯汽車制造業(yè)的優(yōu)勢，確保人們的出行安全，為人們的出行和旅行提供一個重要的保障，從而也拓寬了鋁合金的使用范圍。
        （三）激光掃描焊接鋁合金工藝在航天事業(yè)中的應用。眾所周知，在航天領域中，對材料的使用具有嚴格的要求，不僅需要確保材料的高精度性，還需要確保其持久的耐熱性、穩(wěn)固性以及持久性。唯有滿足這些條件，才能確保我們所制造出的飛機、火箭、衛(wèi)星等航天器能夠在高溫環(huán)境下順利完成飛行任務。通過激光掃描焊接鋁合金技術所制造出的航天飛行器，能有效降低制造成本、減輕機身的重量。如德國通過激光掃描焊接鋁合金工藝的使用制造出了 A350 系列飛機的零件，促進了航天事業(yè)的向前推進，是鋁合金發(fā)揮其作用的重要體現(xiàn)?？梢?，結合激光掃描焊接工藝，能有效確保鋁合金物盡其用，為我們人類的社會生活與發(fā)展提供福利，從而促進人類更好地生活。
        總而言之，鋁合金是現(xiàn)階段工藝發(fā)展過程中使用范圍最廣的材料之一，不僅能夠運用在石油管道中，還能運用到汽車制造業(yè)中以及航天事業(yè)中，同時還能運用到醫(yī)療器械中，這些領域與我們的生活息息相關。因此，確保鋁合金的使用效率，提高其利用率，是我們現(xiàn)階段各行各業(yè)中的重點。此外，激光掃描焊接工藝作為現(xiàn)階段一種新興焊接技術，能夠有效解決傳統(tǒng)焊接中氣孔缺陷的問題，通過拓寬激光掃描焊接工藝在鋁合金材料中的使用范圍，確保鋁合金能夠物盡其用，發(fā)揮其最大功效，從而為人類的生活與發(fā)展提供有力的物質保障。