高能束及特种焊接技术的发展（四）

HEATS

　　在激光焊接的熔化模型研究方面，美国国家实验室的J·O Milewski采用计算机以窄V型坡口为模型，分析了激光能量在其中的传播和吸收，该模型较好地说明了在小孔内，光线反射频率和入射角随熔深而增加以及能量被吸收的峰值在小孔底部。

　　在激光焊接模拟方面，由于这是一个高阶、非线性、具有自由表面的三维问题，因而要精确计算和模拟有许多边界条件和参数都必需确定，但由于模拟对结果预测、工程设计以及物理本质揭示显示出的重要作用，相关的研究一直未中断。

: J+ b+ ~5 G+ ]! v

　　2.6铝合金的激光焊接

% y6 p( Y) y! x# U9 g

　　CO2激光焊接铝合金的困难主要在于高的反射率以及导热性好，难以达到蒸发温度、难于诱导小孔的形成(尤其是对Mg含量比较小时)以及容易产生气孔。提高吸收率的措施除了表面化学改性(如阳极氧化)、表面镀层、表面涂层等外，也有用激光—TIG、激光—MIG的报道，其中MIG—DC electrode position (DCEP)方法由于表面的清理作用强和加丝的合金化作用效果较好。

) v+ J1 U! s+ \: u: k 5 p B$ q1 w6 Q6 \) a$ J: Q/ W

　　最近，比利时的L·Cretteur和法国的S·Marya对6061铝合金进行了混合气和焊剂的CO2激光焊。在给定的试验条件下表明：70%He +30%Ar、气流方向与焊接方向相反时效果为好；针对穿透焊接时焊缝背面容易产生下垂缺陷，采用75%LiF+25%LiCl的焊剂，起到了祛除氧化、改善熔化金属与背面母材的接合，使背面焊缝具有“上翘”效应，在较宽的参数区间内形成了规整的焊道。对6061铝合金的焊接表明，焊缝强度可达到母材的90%。

& x: n$ S- y2 O3 a7 V" U/ j6 I; ~ 2 q+ y1 {/ Y Y4 a* i, t

　　2.7激光熔覆

3 f0 c1 J# F# A F- |4 P

　　激光熔覆与其它表面改性方法相比，加热速度快、热输入少，变形极小；结合强度高；稀释率低；改性层厚度可精确控制，定域性好、可达性好、生产效率高。

+ N0 U0 S* y! C" t& @- |( @+ J z

　　激光熔覆除用于民品外，英、美等国也已用于航空机发动机Ni基涡轮叶片的耐热、耐磨层的熔覆及修复。

　　3电子束焊接和等离子弧焊接的最新进展

4 t$ f. H. R4 S$ M: Y4 {

　　国外电子束焊接发展可归结为：超高能密度装置研制、设备智能化柔性化、电子束流特性诊断、束流与物质作用机制研究以及非真空电子束焊设备及工艺的研究等。

　　日本，加速电压600kV、功率300kW的超高压电子束焊机已问世，一次可焊200mm的不锈钢，深宽比达70∶1。

( G- a! \7 |. t5 p2 c4 q) A! J

　　日、俄、德开展了双枪及填丝电子束焊技术的研究。在对大厚度板第一次焊接的基础上，通过第二次填丝来弥补顶部下凹或咬边缺陷；日本采用双抢实现了薄板的超高速焊接，反面无飞溅，成形良好。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

; A" l! i$ X- ~2 C. D

　　法国研制成功的双金属和三金属薄带材电子束焊接也颇引人关注。　　　　　　　　　关于非真空电子束焊接，德国实现了母材为Al Mg0.4 Si1.2的旋转件的填丝焊接，加丝材料为AlMg4.5Mn，送丝速度35m / min，焊接速度高达60m / min。该研究在斯图加特大学的25kW电子束焊机上完成。

　　非真空电子束焊接(EBW—NV)在汽车制造领域一直倍受重视。例如，手动变速器中同步环与齿轮的非真空电子束焊接，生产率已超过500件/小时。

　　最近，德国和波兰的学者共同研制了真空电子束焊接时安装于真空室中的非接触测温装置，测量点最小直径1.8 mm，主要用于陶瓷和硬质合金的钎焊，该装置可排除随机的热流的干扰，测量精度高。

6 G# A- l2 D! [+ z0 |

　　在等离子弧焊接方面，变极性等离子弧焊以及铝合金穿孔等离子立焊是关注点之一.

( C- s. M0 J& D2 W5 P9 W1 [, [5 V 4 j( _3 A5 f; g0 O( ~