Anwendung der Laserschweißtechnologie beim Schweißen unterschiedlicher Metalle

In vielen Branchen ist es aus strukturellen, anwendungstechnischen oder wirtschaftlichen Gründen erforderlich, unterschiedliche metallische Materialien zu verbinden. Durch die Kombination verschiedener Metalle können die besten Eigenschaften jedes Metalls besser ausgenutzt werden. Daher muss der Schweißer vor Beginn eines Schweißvorgangs die Eigenschaften jedes Materials ermitteln, einschließlich des Schmelzpunkts des Metalls, der Wärmeausdehnung usw., und dann basierend auf den Eigenschaften des Materials ein für ihn geeignetes Schweißverfahren auswählen.

Beim Schweißen unterschiedlicher Metalle werden zwei oder mehr unterschiedliche Materialien (mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, metallografischer Struktur oder Eigenschaften) unter bestimmten Prozessbedingungen geschweißt. Beim Schweißen unterschiedlicher Metalle ist das Schweißen unterschiedlicher Stähle am häufigsten, gefolgt vom Schweißen unterschiedlicher Nichteisenmetalle. Beim Schweißen unterschiedlicher Metalle entsteht eine Übergangsschicht mit anderen Eigenschaften als das Grundmetall. Da unterschiedliche Metalle erhebliche Unterschiede in den Elementareigenschaften, physikalischen Eigenschaften, chemischen Eigenschaften usw. aufweisen, ist die Technologie des Schweißvorgangs unterschiedlicher Materialien viel komplizierter als das Schweißen desselben Materials.

Laserschweißmaschinen können diese Hindernisse überwinden und eine wirklich perfekte Verschweißung unterschiedlicher Metalle ermöglichen.

1. Laserschweißen von Kupfer und Stahl

Das Kupfer-Stahl-Schweißen ist ein typisches Schweißen unterschiedlicher Materialien. Es gibt große Unterschiede in den Schmelzpunkten, Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, linearen Ausdehnungskoeffizienten und mechanischen Eigenschaften von Kupfer und Stahl, die dem direkten Schweißen von Kupfer und Stahl nicht förderlich sind. Basierend auf den Vorteilen des Laserschweißens wie hoher Wärmeenergiedichte, weniger geschmolzenem Metall, schmaler Wärmeeinflusszone, hoher Verbindungsqualität und hoher Produktionseffizienz ist das Laserschweißen von Kupfer und Stahl zum aktuellen Entwicklungstrend geworden. In den meisten industriellen Anwendungen ist die Laserabsorptionsrate von Kupfer jedoch relativ gering und Kupfer ist während des Schweißprozesses anfällig für Defekte wie Oxidation, Poren und Risse. Der Laserschweißprozess von unterschiedlichen Metallen aus Kupfer und Stahl auf Basis von Multimode-Lasern muss weiterentwickelt werden.

2. Laserschweißen von Aluminium und Stahl

Die Schmelzpunkte von Aluminium und Stahl sind sehr unterschiedlich und es ist leicht, metallische Verbindungen unterschiedlicher Materialien herzustellen. Darüber hinaus weisen Aluminium- und Stahllegierungen die Eigenschaften eines hohen Reflexionsvermögens und einer hohen Wärmeleitfähigkeit auf, so dass es beim Schweißen schwierig ist, Schlüssellöcher zu bilden, und beim Schweißen eine hohe Energiedichte erforderlich ist. Experimente haben gezeigt, dass durch die Steuerung der Laserenergie und der Einwirkungszeit des Materials die Dicke der Grenzflächenreaktionsschicht verringert und die Bildung der Zwischenphase effektiv gesteuert werden kann.

3. Laserschweißen von Magnesiumaluminium und Magnesiumaluminiumlegierungen

Aluminium und seine Legierungen zeichnen sich durch eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine hohe spezifische Festigkeit sowie eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aus. Magnesium ist ein Nichteisenmetall, das leichter als Aluminium ist, eine höhere spezifische Festigkeit und spezifische Steifigkeit aufweist und eine gute Schlagfestigkeit aufweist. Das Hauptproblem beim Magnesium-Aluminium-Schweißen besteht darin, dass das Grundmetall selbst leicht oxidiert, eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und leicht Schweißfehler wie Risse und Poren verursacht. Außerdem entstehen leicht intermetallische Verbindungen, was die mechanischen Eigenschaften der Lötverbindungen deutlich verringert.

Das Obige ist die Schweißanwendung einer Laserschweißmaschine in unterschiedlichen Metallmaterialien. Das Laserschweißen unterschiedlicher Metallmaterialien hat sich von unterschiedlichem Stahl auf Nichteisenmetalle und deren Legierungen ausgeweitet, insbesondere Magnesium-Aluminium-Legierungen und Titan-Aluminium-Legierungen. Das Laserschweißen hat Fortschritte gemacht und es wurden Schweißverbindungen mit einer bestimmten Eindringtiefe und Festigkeit erzielt.