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氣體

氣體與固體在激光焊接機中的使用范疇

Johnny 來源:民升激光2018-01-15 我要評論(0 )   

  激光焊接設備的關鍵是大功率激光器,首要有兩大類,一類是固體激光器,又稱Nd:YAG激光器。Nd(釹)是一種稀土族元素,YAG代

   激光焊接設備的關鍵是大功率激光器,首要有兩大類,一類是固體激光器,又稱Nd:YAG激光器。Nd(釹)是一種稀土族元素,YAG代表釔鋁柘榴石,晶體構造與紅寶石相似。Nd:YAG激光器波長爲1。06μm,首要優(yōu)點是發(fā)作的光束可以經(jīng)過光纖傳送,因此可以省往蕪雜的光束傳送零碎,適用于柔性制造零碎或長途加工,通常用于焊接精度需求比擬高的工件。轎車產(chǎn)業(yè)常用輸入功率爲3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器,又稱CO2激光器,分子氣體作作業(yè)介質,發(fā)作平均爲10。6μm的紅外激光,可以接輪作業(yè)并輸入很高的功率,標準激光功率在2-5千瓦之間。


與其它傳統(tǒng)焊接技藝比擬,激光焊接的首要優(yōu)點是:
1、速度快、深度大、變形小,能在室溫或特殊條件下停止焊接,焊接設備設備簡單。
2、例如,激光經(jīng)過電磁場,光束不會偏移,激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊,并能經(jīng)過玻璃或對光束通明的材料停止焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,并能對異性材料施焊,效果出色。
4、激光聚集后,功率密度高,在高功率器材焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可停止微型焊接。激光束經(jīng)聚集后可獲得很小的光斑,且能準確定位,可運用于大批量自動化出產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。
6、可焊接難以接近的部位,施行非觸摸遠距離焊接,具有很大的靈敏性。
7、尤其是近幾年來,在YAG激光加工技藝中選用了光纖傳輸技藝,使激光焊接技藝獲得了更爲普遍的推行和運用。
8、激光束易完成光束按時辰與空間分光,能停止多光束一同加工及多工位加工,爲更精密的焊接供應了條件。

 

      可是,激光焊接也存在著肯定的局限性:

1、需求焊件裝置精度高,且需求光束在工件上的方位不能有顯著偏移。
2、這是由于激光聚集后光斑尺雨寸小,焊縫窄,爲加填充金屬材料。
3、若工件裝置精度或光束定位精度達不到需求,很容易構成焊接缺陷。
4、激光器及其有關零碎的本錢較高,一次性投資較大。

激光焊接的技藝參數(shù)
1、功率密度:功率密度是激光加工中最關鍵的參數(shù)之一。選用較高的功率密度,在微秒時辰規(guī)模內(nèi),表層即可加熱至沸點,發(fā)作很多汽化。因此,高功率密度關于材料去掉加工,如打孔、切開、雕琢有利。關于較低功率密度,表層溫度抵達沸點需求閱歷數(shù)毫秒,在表層汽化前,底層抵達熔點,易構成出色的熔融焊接。因此,在傳導型激光焊接中,功率密度在規(guī)模在 104~106W/cm2  。

2、激光脈沖波形:激光脈沖波形在激光焊接中是一個重要成績,尤其關于薄片焊接更爲重要。當高強度激光束射至材料表面,金屬表面將會有60~98%的激光能量反射而損失掉,且反射率隨表面溫度改動。在一個激光脈沖效果時期內(nèi),金屬反射率的改動很大。

3、激光脈沖寬度:脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一,它既是差別于材料去掉和材料熔化的重要參數(shù),也是決議加工設備造價及體積的關鍵參數(shù)。

由于激光焦點處光斑基地的功率密渡過高,容易蒸騰成孔。分開激光焦點的各立體上,功率密度分布絕對平均。離焦辦法有兩種:正離焦與負離焦。焦立體坐落工件上方爲正離焦,反之爲負離焦。按幾許光學實際,當正負離焦立體與焊接立體距離持平常,所對應立體上功率密度近似一樣,但實踐上所獲得的熔池外形不一樣。負離焦時,可獲得更大的熔深,這與熔池的構成進程有關。

改良和展開激光焊接的新技藝:跟著年代的行進,激光焊接的技藝也在不時展開中,以下幾項技藝有助拓展激光焊接的運用規(guī)模及進步激光焊接自動操控程度。

1、填充焊絲激光焊:激光焊接通常不填充焊絲,但對焊件裝置空隙需求很高,實踐出產(chǎn)中有時很難確保,約束了其運用規(guī)模。選用填絲激光焊,可大大下降對裝置空隙的需求。例如板厚2mm的鋁合金板,如不選用填充焊絲,板材空隙必需爲零才干獲得出色的成形,如選用φ1。6mm的焊絲做爲填充金屬,即使空隙增至1。0mm,也可確保焊縫出色的成形。此外,填充焊絲還可以調整化學成分或停止厚板多層焊。

2、光束旋轉激光焊:使激光束旋轉停止焊接的辦法,也可大大下降焊件裝置以及光束對中的需求。例如在2mm厚高強合金鋼板對接時,允許對縫裝置空隙從0。14mm增大到0。25mm;而對4mm厚的板,則從0。23mm增大到0。30mm。光束基地與焊縫基地的對準允許過失從0。25mm添加至0。5mm。

激光焊接的運用范圍:激光焊接在制造行業(yè)、粉末冶金范圍、轎車工業(yè)、電子工業(yè)以及其他范圍都有普遍的運用。

激光焊技藝在轎車范圍的運用:以后,德國群眾轎車公司在AudiA6、GolfA4、Passat等品牌的車頂均選用激光焊接,寶馬、通用公司在車架頂部也選用激光焊接,德國奔跑公司則選用激光焊接傳動部件。

從國際的情況來看,國際品牌的國產(chǎn)化車型:帕薩特、途安、奧迪、福克斯等都曾經(jīng)選用激光焊接技藝,其中一汽群眾奧迪A6頂蓋和寶來后蓋選用激光焊接,速騰和途安的車身激光焊縫長度辨別抵達30、40m。此外,國際自立轎車品牌的華晨、奇瑞、不祥轎車也相繼在其新車型上運用激光焊接技藝。

除了激光焊接,其他激光技藝也失掉了普遍運用:群眾、通用、奔跑、日產(chǎn)公司運用了激光技藝切開掩蓋件,菲亞特和豐田公司運用激光涂覆發(fā)起機排氣閥,群眾公司則對發(fā)起機凸輪軸停止激光表面硬化處置。

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激光焊接機固體激光器
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