激光焊接機(jī)原理是什么
激光是輻射的受激發(fā)射光放大的簡(jiǎn)稱,由于其獨(dú)有的高亮度、高方向性、高單色性、高相干性,自誕生以來(lái),其在工業(yè)加工中的應(yīng)用十分廣泛,成為未來(lái)制造系統(tǒng)共同的加工手段。
用激光焊接加工是利用高輻射強(qiáng)度的激光束,激光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,其激光焦點(diǎn)的功率密度為104~107W/cm2,加工工件置于激光焦點(diǎn)附近進(jìn)行加熱熔化,熔化現(xiàn)象能否產(chǎn)生和產(chǎn)生的強(qiáng)弱程度主要取決于激光作用材料表面的時(shí)間、功率密度和峰值功率。控制上述各參數(shù)就可利用激光進(jìn)行各種不同的焊接加工。
常見(jiàn)激光焊接的一般特點(diǎn)
激光焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝,它與電子束等離子束和一般機(jī)械加工相比較,具有許多優(yōu)點(diǎn):
激光束的激光焦點(diǎn)光斑小,功率密度高,能焊接一些高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的合金材料。
激光焊接是無(wú)接觸加工,沒(méi)有工具損耗和工具調(diào)換等問(wèn)題。激光束能量可調(diào),移動(dòng)速度可調(diào),可以多種焊接加工。
激光焊接自動(dòng)化程度高,可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,焊接速度快,功效高,可方便的進(jìn)行任何復(fù)雜形狀的焊接。
激光焊接熱影響區(qū)小,材料變形小,無(wú)需后續(xù)工序處理。
激光可通過(guò)玻璃焊接處于真空容器內(nèi)的工件及處于復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部位置的工件。
激光束易于導(dǎo)向、聚焦,實(shí)現(xiàn)各方向變換。
激光焊接與電子束加工相比較,不需要嚴(yán)格的真空設(shè)備系統(tǒng),操作方便。
激光焊接生產(chǎn)效率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好。
激光用來(lái)封焊?jìng)鞲衅鹘饘偻鈿な悄壳耙环N最先進(jìn)的加工工藝方法,主要基于激光焊接有以下特點(diǎn):
A高的深寬比。焊縫深而窄,焊縫光亮美觀。
B最小熱輸入 。由于功率密度高,熔化過(guò)程極快,輸入工件熱量很低,焊接速度快,熱變形小,熱影響區(qū)小。
C高致密性。焊縫生成過(guò)程中,熔池不斷攪拌,氣體易出,導(dǎo)致生成無(wú)氣孔熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微細(xì)化,焊縫強(qiáng)度、韌性和綜合性能高。
D強(qiáng)固焊縫。高溫?zé)嵩春蛯?duì)非金屬組份的充分吸收產(chǎn)生純化作用,降低了雜質(zhì)含量,改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布,焊接過(guò)程中無(wú)需電極或填充焊絲,熔化區(qū)受污染小,使焊縫強(qiáng)度、韌性至少相當(dāng)于甚至超過(guò)母體金屬。
E精確控制。因?yàn)?a >聚焦光斑很小,焊縫可以高精度定位,光束容易傳輸與控制,不需要經(jīng)常更換焊炬、噴咀,顯著減少停機(jī)輔助時(shí)間,生產(chǎn)效率高,光無(wú)慣性,還可以在高速下急停和重新啟始。用自控光束移動(dòng)技術(shù)則可焊復(fù)雜構(gòu)件。
F非接觸、大氣環(huán)境焊接過(guò)程。因?yàn)槟芰縼?lái)自激光,工件無(wú)物理接觸,因此沒(méi)有力施加于工件。另磁和空氣對(duì)激光都無(wú)影響。
G由于平均熱輸入低,加工精度高,可減少再加工費(fèi)用,另外,激光焊接運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低,從而可降低工件成本。
H容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,對(duì)光束強(qiáng)度與精細(xì)定位能進(jìn)行有效控制。
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