激光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內(nèi)部擴散,將材料熔化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式,主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,可實現(xiàn)點焊、對接焊、疊焊、密封焊等,深寬比高,焊縫寬度小,熱影響區(qū)小、變形小,焊接速度快,焊縫平整、美觀,焊后無需處理或只需簡單處理,焊縫質(zhì)量高,無氣孔,可精確控制,聚焦光點小,定位精度高,易實現(xiàn)自動化。
激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一,又常稱為激光焊機、鐳射焊機,按其工作方式常可分為激光模具燒焊機(手動焊接機)、自動激光焊接機、激光點焊機、光纖傳輸激光焊接機,光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內(nèi)部擴散,將材料熔化后形成特定熔池以達到焊接的目的。
激光焊接機的主要特性
20世紀70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過程屬熱傳導型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導向內(nèi)部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點,已成功應用于微、小型零件的精密焊接中。
高功率CO2及高功率YAG激光器的出現(xiàn),開辟了激光焊接的新領域。獲得了以小孔效應為理論基礎的深熔焊接,在機械、汽車、鋼鐵等工業(yè)領域獲得了日益廣泛的應用。
激光焊接與其它焊接技術相比,激光焊接的主要優(yōu)點是:
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,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,并能通過玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,并能對異性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可進行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用于大批量自動化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技術中采用了光纖傳輸技術,使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣和應用。
7、激光束易實現(xiàn)光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。
激光焊接機的種類
激光焊接機又常稱為激光焊機、雷射焊接機、鐳射焊機、激光冷焊機、激光氬焊機、激光焊接設備等。按其工作方式??煞譃榧す饽>邿笝C(手動激光焊接設備)、自動激光焊接機、激光點焊機、光纖傳輸激光焊接機、振鏡焊接機、手持式焊接機等,專用激光焊接設備有傳感器焊機、矽鋼片激光焊接設備、鍵盤激光焊接設備。
總結(jié):
人們在廣泛應用激光焊接技術的同時,亦不斷對其進行深入的研究,針對其存在的缺點,利用其他熱源的加熱性能來改善激光對工件的加熱,在保持激光加熱優(yōu)點的基礎上,從而把激光與其他熱源一起進行復合熱源焊接,主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應熱源復合焊接以及雙激光束焊接等。復合焊接可增加焊接熔深,改善接頭性能,降低設備成本,提高焊接速度與生產(chǎn)率。總之,激光焊接生產(chǎn)效率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,經(jīng)濟效益和社會效益良好。在新設備、新材料、新技術和新工藝層出不窮、不斷更新的時代,生產(chǎn)者不僅要了解激光焊接的特性、優(yōu)點和要求,還應認識到此領域的諸多創(chuàng)新和未來趨勢,只有這樣才能把握技術流行趨勢,才能時刻走在時代的前沿。
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