Por que aparecem os poros?

O interior do furo de soldagem a laser está em um estado de vibração instável. O fluxo do buraco e da poça de fusão é muito violento. O vapor metálico dentro do buraco irrompe para fora, causando um vórtice de vapor na abertura do buraco, que atrai o gás protetor (Ar) para dentro dele. No fundo do buraco, à medida que o buraco avança, esses gases protetores entrarão na poça derretida na forma de bolhas. Devido à solubilidade extremamente baixa do Ar e à rápida taxa de resfriamento da soldagem a laser, as bolhas não têm tempo de escapar e ficam retidas na solda, formando poros. Também causado por proteção deficiente. Durante o processo de soldagem, o nitrogênio invade a poça de fusão vinda de fora. A solubilidade do nitrogênio no ferro líquido é muito diferente da solubilidade do nitrogênio no ferro sólido, durante o processo de resfriamento e solidificação do metal. Como a solubilidade do nitrogênio diminui com a diminuição da temperatura, quando o metal fundido da poça esfria para começar a cristalizar, a solubilidade cairá acentuada e repentinamente. Neste momento, uma grande quantidade de gás precipitará para formar bolhas. Se a velocidade de flutuação das bolhas for menor que a velocidade de cristalização do metal, uma bolha se formará. poros.

Método de soldagem por fusão a laser para suprimir poros

1. Suprimir a geração de poros de soldagem por meio de métodos apropriados de tratamento de superfície pré-soldagem

O tratamento de superfície pré-soldagem é um método eficaz para controlar poros metalúrgicos em soldas a laser de ligas de alumínio. Normalmente, os métodos de tratamento de superfície incluem limpeza física e mecânica e limpeza química.

Após comparação, o processo de tratamento químico da superfície da placa de teste (agente de limpeza de metal, água de lavagem, água de lavagem alcalina, lavagem ácida, água de lavagem, secagem) é o melhor. Entre eles, a lavagem alcalina utiliza solução aquosa de NaOH (hidróxido de sódio) a 25% para remover a espessura da superfície do material, e a decapagem utiliza solução aquosa de HNO3 a 20% (ácido nítrico) + HF a 2% (fluoreto de hidrogênio) para neutralizar a solução alcalina residual. . A superfície da placa de teste deve ser soldada dentro de 24 horas após o tratamento. Se a placa de teste permanecer por muito tempo após o tratamento, ela deverá ser limpa com álcool absoluto antes da montagem antes da soldagem.

2. Suprima a geração de poros de soldagem ajustando os parâmetros do processo de soldagem

A formação de poros de solda não está apenas relacionada à qualidade do tratamento superficial da soldagem, mas também aos parâmetros do processo de soldagem. A influência dos parâmetros de soldagem nos poros da solda se reflete principalmente na penetração da solda, ou seja, no impacto da relação da largura do verso da solda nos poros. A proporção da largura do verso da solda refere-se à proporção entre a penetração da solda e a largura da solda.

Pode-se observar no teste que quando a proporção da largura posterior da costura de solda é R> 0,6, a distribuição concentrada dos poros da cadeia na solda pode ser efetivamente melhorada. Quando a relação de largura posterior R> 0,8, a existência de grandes poros na solda pode ser efetivamente melhorada e em grande medida. Elimina os poros restantes da solda.

3. Suprima a geração de poros de soldagem selecionando corretamente o gás de proteção e a vazão apropriados

A seleção do gás de proteção afeta diretamente a qualidade, eficiência e custo da soldagem. Durante o processo de soldagem a laser, a injeção correta do gás de proteção pode reduzir efetivamente a porosidade da solda.

Conforme mostrado na imagem acima, Ar (gás argônio) e He (gás hélio) são usados ​​para proteger a superfície da solda. Durante o processo de soldagem a laser de liga de alumínio, Ar e He ionizam o laser em diferentes graus, resultando em diferentes formatos de solda. Os resultados mostram que a porosidade global da solda obtida pela seleção do Ar como gás de proteção é menor que a da solda obtida pela seleção do He como gás de proteção.

Ao mesmo tempo, devemos também observar que se o fluxo de ar for muito pequeno (<10L/min), a grande quantidade de plasma gerada pela soldagem não pode ser expelida, tornando a poça de soldagem instável e aumentando a probabilidade de formação de poros. Quando a taxa de fluxo de gás é moderada (cerca de 15L/min), o plasma é efetivamente controlado e o gás protetor desempenha um papel muito bom na prevenção da oxidação no conjunto de soluções. Neste momento, os poros são os menores. O fluxo excessivo de ar é acompanhado por pressão excessiva do gás, o que faz com que parte do gás protetor se misture no interior da poça de solução, fazendo com que a porosidade aumente.

Afetado pelas propriedades do próprio material, o fenômeno da soldagem sem porosidade não pode ser completamente evitado durante o processo de soldagem, e a porosidade só pode ser reduzida.