无氧钎焊和3D打印

在金属加工行业，氧气始终是一个干扰因素：金属加工过程中因氧气存在而形成的氧化层会阻碍工件连接，加速部件和工具的磨损。在德国汉诺威激光中心（LZH）合作研究中心（CRC）1368“无氧生产”项目中，研究人员采用了一种创新方法来解决氧化问题。他们在生产过程中引入带有少量硅烷的氩气保护气体。

硅烷与氧气发生反应，会产生一种相当于XHV环境的环境气。这种环境气中的氧含量极低，类似于极高真空中的氧含量。与真空技术相比，这种排除氧气方法的成本效益要高得多。在LZH，科学家们正在研究这种用于粉末床激光熔融和激光钎焊的方法。

在CRC 1368号文件中，LZH利用自主开发的系统，研究了金属粉末在无氧中进行选择性激光束熔化的加工性

目标：无需助焊剂的激光钎焊
在一个子项目中，金属接合与切割小组开发了一种无需助焊剂的新型钎焊工艺。助焊剂对环境和健康有一定危害，通常用于破坏材料表面的氧化层，使金属和填充材料发生反应。在新开发的工艺中，研究人员改用纳秒脉冲激光击碎氧化层。随后，钎焊过程在硅烷中的连续波（cw）激光束下进行。无氧环境可防止工艺步骤之间的表面再氧化。

研究人员已经证明了在无氧环境中永久去除铝合金氧化层的能力。因此，用兼容的焊接材料润湿表面成为可能。在之后项目的第二个阶段，研究人员将把这一工艺应用于具有挑战性的铝铜混合连接，并探索工艺极限。

在CRC 1368项目中，LZH探索了无氧环境中的激光束钎焊

无氧环境下的增材制造
增材制造金属小组研究了如何在无氧环境下使用激光金属粉末床熔融（PBF-LB/M）加工金属粉末。该工艺是在专门为PBF-LB/M工艺开发的系统上使用钛合金Ti-6Al-4V开发的，并使用高速摄像机进行监控。

该子项目的目标是从根本上了解无氧环境下的工艺和氧气的影响。研究人员期望无氧环境能使工艺更稳定、飞溅更少，并改善部件性能。结果表明，不仅飞溅物的数量减少了，而且氧化程度也降低了，从而减少了粉末降解。不过，研究团队为了进一步改进工艺和组件质量，将对消除大气和粉末中的水分进行深入研究。