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精密管技术

焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管激光焊

  • 作者:精密钢管
  • 发布时间:2021-08-13
  • 点击:7723

当激光功率密度为102~104W/mm2的数量级时,焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管表层将发生熔化,主要用于金属的表面熔化、合金化、熔覆和热导焊。结果表明,当激光功率密度达到104W/mm2数量级以上时,焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管表面在激光束辐射下会发生强烈蒸发,在蒸发膨胀压力作用下,液面下陷形成深熔小孔。

同时,金属蒸汽在激光光束的作用下,产生光等离子体。中口径精密焊接钢管激光焊接熔池流动的驱动力主要有表面张力、反冲力、浮力、重力和小孔气流的不规则喷发摩擦等。当激光深熔焊完全熔透时,焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管熔池上下表面是自由表面,表面张力梯度将熔池流体从热源作用的中心地带流到低温度段。

焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管

旋涡的存在显著地加速了焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管熔池近面金属的流动速度,但影响尺度却受涡旋尺寸的影响,且流速随离面距离的增大而迅速减小。激光点焊和部分深熔激光焊接时,熔池内的流体流动主要受蒸汽蒸发控制。若不考虑涡流的补充,熔池内的流动驱动力只是浮力。

熔池背面,焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管熔池流体仍为作用表面,但由于工件正反面温度梯度的差异,焊接精密钢管熔池背面的张力梯度小于熔池正面,而且熔池尺寸值也明显小于熔池正面,因此熔池表面流体的流动速度比熔池内的流动速度大。

激光焊是由聚焦后光斑作用于工件上功率密度的不同而分为,一般分为功率密度小于106W/cm2的热导焊(功率密度小于106W/cm2)与深熔焊(功率密度大于或等于106W/cm2)。

焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管激光器焊接类似于电子束焊,高功率密度的激光使材料局部熔化并形成“小孔”,激光束进入熔池内,随着激光束的运动,形成连续焊缝。冷拔精密焊接钢管在激光照射下,当激光功率密度足够大(大于106W/cm2)时,焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管金属表面在激光照射下迅速升温,其表面温度在极短的时间内(10-8~10-6s)达到沸点,使金属熔化蒸发,产生的金属蒸汽以一定的速度离开熔池表面,金属蒸汽逸出,使熔池金属表面向下凹陷,在激光斑下形成凹陷。

焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管

当小孔底继续加热蒸发激光束时,产生的金属蒸汽一方面压住坑底的液体金属,使坑外的蒸汽进一步加深;另一方面,从坑外喷出的蒸汽将熔化的金属挤入焊管精轧(冷轧)冷拔精密钢管熔池,在其中形成细长的孔。在激光束能作用下,金属蒸气的逆压与液态金属的表面张力及重力平衡后,小孔就不再继续加深,冷轧精密光亮焊管形成一个深度稳定的孔进行焊接,因而称之为激光深熔焊。

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