激光的动态移动可以具有不同的形状,并且其振荡模式的变化可以促进在焊接工艺过程中实现更好的温度管理,从而导致并不陡峭的热输入和冷却速率以及热温度梯度。因此,激光光束振荡可以通过大化的降低焊接缺陷来提高工艺过程,而不会对焊接后的显微组织产生影响,就不会出现以前Kraetzsch所报道的 Cu/Al异种材料的焊接和Wang等人所报道的进行Al焊接时所产生的情况。
当焊接参数进行优化时,没有焊接缺陷存在,如气孔,裂纹等,这些是铜合金应用时的关键指标。采用多模光纤激光进行焊接铜合金的厚度为1.5mm的时候,可以实现无缺陷的焊接,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。
在单道对接焊时应采用垫板。常用垫板材料有:铜、石墨和干石棉等。铜合金焊接时吸气较严重,液态时溶解大量氢,在冷却凝固过程中,由于其溶解度降低,氢来不及逸出,在焊缝和熔合区形成气孔。氢还能与氧化亚铜反应生成水泡,形成另一种气孔。铜合金线膨胀系数较大,焊接时,焊件产生较大变形。
焊接铜锌合金时,锌易蒸发,锌蒸气与氧结合形成白色ZnO,对人体有害,应有通风装置。焊前预热和提高焊速,可减少黄铜的流动范围,减少锌的蒸发。在焊缝中加入硅、锰等元素也可减少锌的损失。焊接铝青铜时,易形成难熔的Al2O3。滞留在焊缝中。焊接锡青铜时,有较大的结晶区,易产生晶间裂纹,硅黄铜(15%Zn,3%Si)和硅锰青铜(3%Si,1%Mn)都具有良好的焊接性能。
白铜是铜镍合金,颜色呈银色或淡灰白色。白铜具有耐热和耐寒的性能,中等强度,塑性高,能进行冷热压力加工,还有很好的电学性能,除用作结构材料外,还是重要的高电阻和热电偶合金。所以,白铜按其用途可分为结构白铜和电工白铜。结构白铜具有很好的耐蚀性,优良的力学性能和压力加工性能,焊接性好,主要用来制造冷凝管、蒸发器、热交换器和各种高强度的耐蚀件等。另外,白铜中也可加入其它元素,形成铁白铜、锌白铜、铝白铜、锰白铜等。
黄铜是Cu-Zn合金,根据Zn的含量不同又可分为很多种,为了改变黄铜的性能,也可以加入其它元素,如Al、Ni、Mn等。从而形成了铝黄铜、镍黄铜、锰黄铜等。由Cu-Zn二元系相图可知,黄铜固态下有T、U、V、W、X、Z六个相,其中T相是以铜为基的固溶体,其晶格常数随Zn含量的增加而增大。 Zn在铜中的溶解度与一般合金相反,随温度降低而增加,在456℃时固溶度达大值后, Zn在铜中溶解度随温度的降低而减少。T固溶体具有良好的塑性,可进行冷热加工,并有良好的焊接性能。