激光束焊接获得磁铁的磁铁

2013年7月16日

我们的日常生活取决于技术系统和流程的安全性。我们盲目相信反应堆容器可以承受时间的考验，我们所使用的火车或船不会破裂。这些金属结构反过来依赖于准确的焊接过程。这是BAM联邦材料研究与测试研究所进入的地方。BAM研究人员一直在努力改善高功率激光束焊接过程，以促进磁铁的帮助。

什么是高功率激光束焊接

从其名称中可以推断出，激光束焊接是一种特殊的焊接技术，它利用激光器进行精确焊接以将多个金属零件组合在一起。精度来自激光束的浓缩热源；梁路径中的一小部分蒸发，形成一个称为a的垂直腔锁孔。钥匙孔是通过耗散蒸气来产生的，该蒸气会给熔融金属施加压力，从而使其部分流离失所。材料同时继续融化，从而通过熔融金属围绕着钥匙孔。随着过程通过工件的继续，沿钥匙孔流动的熔融金属在途中凝固，形成一个深而狭窄的焊缝，并具有均匀的内部结构。

铝的激光束焊接所面临的挑战

现在，我们已经介绍了为什么激光束焊接有益的基础知识，让我们讨论铝的挑战。铝的粘度低，产生高动力熔体。这带来了激光束焊接过程的某些挑战。简而言之，焊接池是由高热电导率一致的高度动态行为引起的。发生这种情况时，焊接表面的稳定性将受到损害，从而导致焊接金属的飞溅和弹出液滴。反过来，这导致了陨石坑，吹孔，井喷，底漆或底切。这里的坏消息是，这可能会导致具有缺失材料的不足金属组件。在这种情况下，必须在处理后处理金属（以填充缺失的材料，或者简单地从美学的站立点中改进它）。

我提到的那些液滴还使焊接过程“脏”，当它们从焊珠移出时。这Marangoni效应在工作中，通过使液体金属流速和温度分布不均匀，并可能引起零件的应力和/或变形，这使焊接过程进一步使焊接过程更加复杂。焊池在电磁力和表面张力下移动，并且珠在不同部分以不同的速率固化。

酒杯形状不好，同质形状好

但是，一切都没有丢失。我刚刚描述的效果可能会被抵消。位于德国柏林的BAM的研究人员正在研究使用磁铁来抵消Marangoni效应。通过使用comsol多物理学，他们已经弄清了需要什么磁场分布，以通过减少Marangoni效应对焊缝的影响来提高焊缝的均匀性。通过模拟，研究人员指出，当您不将磁场应用于焊接时，其形状类似于酒杯。但是，一旦应用了磁场，形状就会更加均匀 - 看起来更像字母“ V”。