レーザー溶接中の細孔が発生するための原因と解決策

Jun 16, 2025 伝言を残す

レーザー溶接中の細孔が発生するための原因と解決策

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1.気孔率のタイプ

 

レーザー溶接の多孔性は通常、3つの主要な形で現れます:水素多孔性、窒素多孔度、およびCO多孔性.水素多孔性は、溶接ラインまたは融合ラインまたは融合ラインの近くに位置する滑らかな表面の小さな球状のボイドとして表示されます.核酸孔は頻繁に閉じ込められます。表面. co気孔率は、深部浸透溶接によく見られ、通常は厚い溶接セクション.に見られる、後続の尾を持つ独特のオタマジャクシのような形状を示します。

 

2.主要な原因と是正措置

 

ガスの問題のシールド
不十分なシールドガスカバレッジは、気孔率の主な原因です{.不純物(アルゴンでは50 ppmを超える酸素レベルなど)または不適切な流量により、大気汚染が可能になります.乱流は、過剰なガスの流れまたは低流量を使用した低流量の両方で緊張していないカバーの両方で潜在的なカバーを可能にします。ウルトラハイプ状のアルゴン(99 {. 999%)、ガスの流れ(通常8〜15 L/分、アルミニウムのような反応性金属のレートが高い)を最適化し、適切なノズルアライメントを確保し、適切なノズルアライメントを確保する({11}}デュアルガスシールドシステム(E. g . g. g. g. g. g)カバレッジ)が保護をさらに強化することができます。

物質表面汚染
ワークピース表面のオイル、グリース、酸化物層、またはコーティングは、ガス形成要素を溶接プール.に導入することができます。たとえば、アルミニウムの酸化物層(al₂o₃)は2050度で溶けます - ゼンコン{5 { vaporizes at 907℃, creating porosity. Pre-weld cleaning via mechanical abrasion followed by solvent degreasing (e.g., ultrasonic acetone baths) is essential. For galvanized metals, beam oscillation techniques help vent zinc vapor, while preheating (150〜200度)蒸発強度を低下させる.

不適切な溶接パラメーター
過度のレーザーパワーは、暴力的な鍵穴の崩壊を引き起こし、ガスをトラップする可能性がありますが、不十分な電力は材料を完全に浸透させることができない場合があります{.移動速度も重要な役割を果たし、ガスバブルは逃げることができません。遅すぎる、過度の熱入力が溶融プールを拡大すると、ガス溶解度の向上.最適なパラメーターは材料によって異なりますが、多くの場合、バランスを取ります(E . g .、1mmステンレス鋼で800W)、速度(3 m/m/min)、および焦点を絞った状態({8 {{8 {{8 {{8 {{8 {{8 {{8 {{8 {{{utococus opsowing positize positize positize positize positize)溶接開始時のパワーランプアップは、不安定性をさらに最小限に抑えることができます.

深部浸透溶接における鍵穴の不安定性
高出力レーザー溶接では、キーホール(レーザーアブレーションによって形成された蒸気チャネル)は、予測不可能に崩壊する可能性があります。トラッピングガス.緩和戦略には、電力密度の低減が含まれます({2}} g .、{6} {6} {6} {6} {6} {6} {6} {7} .)または、フィラーワイヤの導入(E . g {.、ER4043アルミニウムワイヤ、水素を吸収します)。ビーム振動(50Hz、1mm振幅)は、より良い金属流量とガスエスケープを促進します。

環境および物質的要因
周囲の湿度は、水蒸気の解離を介して水素を導入し、アルミニウムやマグネシウムなどの吸湿金属の多孔性を悪化させます.ワークショップ湿度を制御する(<40%) and pre-drying materials (120°C for 1–2 hours) are effective countermeasures. Material composition also matters: aluminum's hydrogen solubility drops sharply during solidification, while sulfur/phosphorus in stainless steel forms low-melting compounds that trap gas. Using low-impurity filler metals (e.g., 5083 aluminum) or grain-refining additives (yttrium/zirconium) can improve results.

 

3.検出と修復

 

Pre-weld material analysis (spectroscopy for O/H/S content) and real-time process monitoring (high-speed cameras to observe melt pool dynamics) help prevent porosity. Post-weld inspection via X-ray radiography detects sub-surface voids (>0 . 1mm).修理の場合、局所的な研削に続いて低電力レーザーリウェルディングが成功することがよくあります。

 

4.高度な緩和手法

 

重要なアプリケーションでは、真空レーザー溶接(10⁻³PA)はガス干渉を完全に排除しますが、ほとんどの産業ではコストが抑制されますが、超音波アシスト溶接(20kHz振動)はバブル形成を破壊し、70%の{6} {6} {6}.....}}.}}}.}}}}}}}のような孔を削減します。 (e . g .、IPGのLaserdyne)溶接プルーム排出量を分析することにより、リアルタイムパラメーター調整を有効にします{.}

 

結論


気孔制御には、これらの測定を実装することにより、系統的なアプローチを最適化するシールド、清潔さ、パラメーター、および環境.が必要です。<0.5% for automotive welds). Documenting procedures in a Welding Procedure Specification (WPS) ensures consistency across production runs.

 

--レイサーレーザーカミラワン

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