分步气体介质下低功率激光焊接薄板紫铜成形及组织和性能

针对紫铜高反射率给激光焊接带来的困难及不利影响,提出了一种分步气体介质下低功率薄板紫铜激光焊接方法,即对紫铜表面在氧气介质下进行黑化处理,在待焊件表面形成氧化膜,改变材料表面的粗糙度,促使激光能量多次被重复吸收,提高紫铜对激光的吸收率.对不同氧气流量下的最终焊缝成形、宏观形貌、熔深和熔宽及力学性能进行对比分析,并探究其作用机理.结果表明,当氧气流量Q≤8 L/min时,随着氧气流量的增大,熔深和熔宽随之增大,当氧气流量为8 L/min时,紫铜板完全被焊透,且焊缝成形良好;黑化层的主要成分为氧化铜,焊缝区的黑化层总体厚度为470μm,黑化程度从焊缝区沿着母材方向逐渐减弱;焊缝区和热影响区的显微组织由无方向性的α固溶体组成,焊缝中心两侧组织为垂直于熔合线方向生长的柱状晶;焊缝中心硬度较常规焊有显著提高且抗拉强度良好,证明了采用分步气体保护法可以有效的提高紫铜对激光能量的吸收,且分布气体介质条件下不会导致紫铜激光焊接接头力学性能下降.