激光焊接技术在金属结构修复中的应用

所属栏目:机械论文 发布日期:2020-01-04 09:59 热度:

   摘  要 :激光焊接是现代制造业中较为重要的结构修复技术之一,激光焊接修复技术的发展对提高金属结构的可靠性和使用寿命有着极为重要的意义。分别分析激光焊接技术在金属表面结构和内部结构上的应用,描述了焊缝跟踪、修复操作、修复质量等具体应用过程,展望了激光焊接修复技术在金属结构中的应用前景。

  关键词 :激光焊接技术 ;金属修复 ;金属结构

激光焊接技术在金属结构修复中的应用

  1 激光焊接技术在金属表面结构修复中的应用

  无论在哪一个行业当中的金属器具都会因天气、温度、人为等客观因素出现开裂、划痕等作用在表面上的问题,这些问题除了影响工具的美观外有时还会影响金属的工作效率。由此可以根据应用作用将金属分为两类 :一种是金属零部件,可以直接应用在航空机械、汽车发动机等部位上 ;另一种为金属模具,在工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型 [3]。金属零部件表面出现的划痕在工作当中会导致金属零部件之间产生较大的摩擦力,反复的摩擦不仅会影响工作效率还会对金属部件产生损耗,使其使用寿命降低。而金属器具的开裂则直接影响功能的实现,金属零件在工作过程中会在开裂的部位与其他的零件碰撞,发生卡顿问题,若工作当中有其他细微的零件或杂质脱落或者混入有直接落入零件缝隙中的可能,在船舶、汽车、航天等工业事业当中对各种零件的要求要足够精细,每一个尺寸都要足够精细和准确且每个零件的形状必须与预想设计的形状相同,当其他杂质落入缝隙当中会改变零件原本的形状,不仅不能达到零件的工作效果还会影响到其他零件的正常运作。使用激光焊接技术对此类金属表面结构进行修复工作,一般的金属零件体积较小、做工精细对修复工作的难度也会增加。使用激光焊接技术,可以手动控制发射出的激光强度和数量,可以保证修复过程中可以将破损的部分修复且不会对零件中其他完整的部分产生影响,具体的激光焊接过程如图 1 所示。

  2 激光焊接技术在金属内部结构修复中的应用

  金属的损耗除了表面的损伤外还有金属内部的损伤。相比于表面的修复对金属内部的修复难度要大很多,对激光焊接技术的操作难度也更高,在修复之前需要对激光进行工艺参数设置,具体的参数设置数据如表 1 所示。

  设置好修复参数后进行修复工作,而激光焊接修复工作的第一步是焊接跟踪,跟踪到金属内部损伤的位置,焊缝跟踪过程中,主要是通过焊枪与焊缝偏差的实时检测,机器人路径的实时调节,来保证焊接质量 [5],焊接操作如图 2 所示。

  找到了破损的位置使用仪器进行操作,激光焊接修复过程中焊接固液界面具有极高的温度梯度,所以在操作过程中还需要借助保护气体,一般保护气体选择惰性气体因为惰性气体不易于其他金属元素发生化学反应,大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护,使工件在焊接过程中免受氧化。

  3 结语

  激光焊接技术近年来在金属修复方面得到了快速发展,并取得了良好的效果,具有广阔的应用前景,成为提高材料表面耐磨性、进行零部件修复的最有效的途径。现代修复技术从技术上需要考虑结构的失效部位是否修复完全、修复后的性能是否能够完成实际工作中要求,因此激光焊接技术仍存在一些需要解决的问题,需要进一步研究和改善。

  参考文献

  [1] 王浩 ,李天赐 ,张乐乐 .焊接技术在金属结构修复中的应用和发展现状 [J].焊接 ,2017,42(1):18-26.

  [2] 王浩 ,李天赐 ,张乐乐 .激光熔覆技术在结构修复上的应用现状 [J].热加工工艺 ,2017,12(22):13-17.

  《激光焊接技术在金属结构修复中的应用》来源:《中国金属通报》,作者:刘 鹏,魏 伟。

文章标题:激光焊接技术在金属结构修复中的应用

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