激光焊接机可以应用于异种金属吗

出于结构、应用或者经济的原因，许多行业需要连接不同的金属材料。通过将不同的金属进行组合可以更好的利用每种金属的最佳性能。因此在开始任何焊接操作之前，焊工必须确定每种材料的特性，这包括金属的熔点、热膨胀等。然后根据材料特性选择适合它们的焊接工艺。

异种金属焊接是指两种或两种以上的不同材料（化学成分、金相组织或者性能等方面不同）在一定工艺条件下进行焊接的过程。在异种金属的焊接中，最常见的是异种钢焊接，其次是异种有色金属焊接。异种金属焊接时会产生一层性能和母材不同的过渡层。由于异种金属在元素性质、物理性能和化学性能等方面有显著差异，因此与同种材料的焊接相比，异种材料的焊接在操作技术上要复杂的多。

异种金属焊接存在哪些问题？

1、异种材料的熔点相差越大，越难进行焊接。

这是因为熔点低的材料达到熔化状态时，熔点高的材料仍呈固体状态，这时已经熔化的材料容易渗入过热区的晶界，会造成低熔点材料的流失、合金元素烧损或蒸发，使焊接接头难以焊合。例如焊接铁与铅时（熔点相差很大），不仅两种材料在固态时不能相互溶解，而且在液态时彼此之间也不能相互溶解，液态金属呈层状分布，冷却后各自单独进行结晶。

2、异种材料的线膨胀系数相差越大，越难进行焊接。

线膨胀系数越大的材料，热膨胀率越大，冷却时收缩也越大，熔池结晶时会产生很大的焊接应力。这种焊接应力不易消除，结果会产生很大的焊接变形。由于焊缝两侧材料承受的应力状态不同，容易导致焊缝及热影响区产生裂纹，甚至导致焊缝金属与母材的剥离。

3、异种材料的热导率和比热容相差越大，越难进行焊接。

材料的热导率和比热容会使焊缝金属的结晶条件变坏，晶粒严重粗化，并影响难熔金属的润湿性能。因此，应选用强力热源进行焊接，焊接时热源的位置要偏向导热性能好的母材一侧。

4、异种材料的电磁性相差越大，越难进行焊接。

因为材料的电磁性相差越大，焊接电弧越不稳定，焊缝越差。

5、异种材料之间形成的金属间化合物越多，越难进行焊接。

由于金属间化合物具有较大的脆性，容易导致焊缝产生裂纹、甚至断裂。

6、异种材料的氧化性越强，越难进行焊接。

如果用熔焊方法焊接铜和铝时，熔池中极易形成铜和铝的氧化物。冷却结晶时，存在于晶粒边界的氧化物能使晶间结合力降低。

7、异种材料焊接时，焊缝和两种母材金属难以达到等强的要求。

这是由于焊接时熔点低的金属元素容易烧损和蒸发，从而使焊缝的化学成分发生变化，力学性能降低，尤其是焊接异种有色金属时更为显著。

激光焊接技术在异种金属焊接中的应用

1、铜钢激光焊接

铜与钢焊接是典型的异种材料焊接。铜和钢的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能都有着很大的差异，不利于铜与钢的直接焊接。基于激光焊接的热能密度大、熔化金属量少、热影响区窄、接头质量高、生产效率高等优点，铜与钢的激光焊接已成为当前的发展趋势。但是铜对大多数工业应用激光的吸收率都比较低，且铜在焊接过程中还容易出现氧 化、气孔、裂纹等缺陷。基于多模激光器的铜与钢异种金属激光焊接工艺有待进一步开发。

2、铝钢激光焊接

铝、钢熔点差异大，易形成金属件化合物的异种材料，并且铝、钢合金具有高反射率和高热传导系数的特点，在焊接过程中难以形成匙孔，焊接时需要较高的能量密度。实验发现通过控制激光能量与材料的作用时间,可以减小界面反应层的厚度,有效控制中间相的生成。

3、镁铝及镁铝合金激光焊接

铝及其合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度、较好的导电性及导热性等优点。镁是比铝还轻的一种有色金属,也具有较高的比强度和比刚度及良好的抗震能力。镁铝焊接的主要问题在于母材本身极易氧化,热传导系数大,易产生裂纹和气孔等焊接缺陷,且极易产生金属间化合物,从而显著降低了焊接接头的力学性能。

以上就是激光焊接机在异种金属材料中的焊接应用。激光焊接异种金属材料从异种钢扩展到了有色金属及其合金,特别是针对镁铝合金以及钛铝合金，激光焊接已取得进展,获得了具有一定熔深与强度的焊接接头。