确保激光焊接的质量

在两块金属之间需要一个小而精密的焊接接头?考虑激光焊接。

很难相信,仅仅在半个世纪前,“激光”(最初是受激放射光放大的缩写)就实现了从概念到现实的飞跃。

那是1960年,第一台激光器——694纳米的红宝石激光器——第一次产生了这些典型的亮红色点。早期的激光器虽然是一项重大的技术成就,但功率低,工业应用有限。直到20世纪70年代中期,激光才进入人们的日常生活。

值得注意的早期应用包括超市条码扫描仪和激光打印机。开发了更高功率的激光器,适用于工业用途,例如焊接和切割金属。如今,激光束焊接(LBW)广泛用于加入(焊接)小型复杂的金属部件。当专注于关节时,激光束将两个金属部件加热到它们的熔点 - 产生熔融的“水坑”。随着光束沿着关节进步,熔融的“水坑”冷却并凝固,加入两者金属。

焊缝的Macroetch在10倍放大
焊缝的Macroetch在10倍放大

激光焊接在其他焊接工艺中具有一些不同的优点:

  • 适合薄材料;也能焊接较厚的部分
  • 收缩和变形极小
  • 能够以高行程速度自动化
  • 高深宽比(深穿透,窄珠宽)
  • 小热影响区
  • 可用于不规则形状的零件或难以到达的区域

与所有焊接过程一样,激光焊接必须仔细控制以确保质量。一个控制不好的过程会导致裂纹、气孔、渗透不足和熔合不足——如果存在足够的量,任何这些都可能导致焊接接头的失效。

你可能会对自己说:“这些焊缝这么小,我怎么保证它们的质量呢?”好消息是已经有了确保激光焊接质量的方法。以下是我认为最重要的三个:

1.书面的、合格的焊接程序

在焊接领域,使用焊接程序规范(WPS)来记录焊接程序。WPS是一种文档,它指定了在制作特定焊接接头时必须定义和控制的所有基本变量。这些基本变量包括接头设计、母材金属类型、填充金属类型、屏蔽气体、激光类型和激光设置。

通常需要通过测试来获得合格(或经过验证)的WPS。这通常涉及在WPS之后进行测试焊接,并使测试焊缝进行适当的材料测试,以确保它们满足所有工程要求。WPS资格测试可包括非破坏性检查(视觉,渗透,X射线,泄漏检查)或破坏性测试(弯曲,拉伸,硬度,金相)。确切的测试要求通常在合同文件中指定(工程图纸或质量规格)。WPS资格测试结果被记录在程序资格记录(PQR)中。

样品激光焊接WPS和PQR形式可在AWS C7.4过程规范和操作员资格中找到激光束焊接,附录A&B.

2.合格的焊接操作

操作激光焊机的人员应经过培训,并应证明其生产满足适用质量要求的焊缝的能力。培训不仅应包括设备的正确操作,还应包括使用激光的安全考虑。

操作员能力的证明通常包括类似于WPS认证的测试。根据合同要求,操作员资格可能包括无损检测和/或破坏性检测。测试结果记录在操作员工艺确认测试记录(OPQTR)或类似的表格中。

样品激光焊接OPTR形式可在AWS C7.4过程规范和操作员资格中找到激光束焊接,附录C.

3.焊接生产部件的质量检验

为了确保激光焊接件的持续质量,制造商应该有一个质量保证程序。此质量保证程序的细节可能因组织或合同而异。大多数将包括抽样计划,检查程序,验收标准,和定期破坏性评估。

激光焊接具有许多优点。如果控制得当,它可以生产可靠的,高质量的焊接接头在您的产品。

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