解决铜合金焊接难题，实现无缺陷焊接

铜及其合金是一种非常难以焊接的材料，主要原因有以下几点。首先，铜及其合金的传导率较高，导致熔化困难，需要大量的热来补偿热消散和局部加热，从而产生热应力和变形等缺陷。其次，溶解的氧容易形成氧化物和气孔。此外，铜合金对激光束的吸收率较低，尤其是激光波长为700nm以上时，吸收率不到3%。因此，传统的焊接方法在铜合金焊接中存在一定的困难。

为了解决铜合金焊接的难题，我们提出了采用多模光纤激光进行焊接的解决方案。多模光纤激光头可以通过光束振荡来扩大激光束与材料之间的相互作用面积和焊接宽度，降低焊接过程中所需的热输入。在高反射材料中，如铜合金，采用光束振荡可以提高材料的局部温度和对激光的吸收率，从而增加能量的效率，减少焊接过程中的反射。此外，适宜的光束振荡激光头可以控制热温度梯度和孔的稳定性，减少焊接缺陷，获得光滑的焊缝表面。

经过实验验证，采用多模光纤激光进行焊接铜合金的厚度为1.5mm时，可以实现无缺陷的焊接效果。优化的焊接参数为焊接速度在3.5到4 m/min，采用圆形的焊接模型，圆形的旋转直径为0.6-1 mm，频率为100Hz。较高的旋转直径和频率增加了焊道之间的搭接，缩短了交互作用时间，降低了焊道的穿透能力。然而，在高速旋转频率下，底部存在不饱满的问题。在高焊接速度下，虽然表面空穴和飞溅减少，但焊接深度显著下降。经过测试不同的光束运动轨迹后发现，圆形的运动轨迹效果最佳。

铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。然而，这些方法的焊接温度需要达到铜及铜合金的熔点温度，会导致铜软化，影响机械性能和力学性能。此外，铜合金焊接的主要问题是裂纹的产生。由于杂质在晶界析出，铜合金容易形成裂纹。在铝青铜中，由于含Al量较低，焊缝组织为T单相，裂纹敏感性较高，特别是多层焊时容易出现裂纹。提高Al的含量可以形成T+U的双相组织，抑制裂纹的产生，但过高的Al含量会导致V2硬质相的析出，增加裂纹敏感性。因此，适宜的Al含量为7%～11%，并加入一定量的Ni、Fe、Mn来抑制V2硬质相的析出。

采用多模光纤激光进行焊接是解决铜合金焊接难题的有效方法。通过光束振荡和优化的焊接参数，可以实现无缺陷的焊接效果。此外，对于铜合金焊接，需要注意控制Al含量和添加适量的Ni、Fe、Mn来抑制裂纹的产生。我们致力于为全国各地提供优质的铜合金焊接加工服务，欢迎咨询和合作！