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金屬鈑金新聞

激光焊接技術(shù)的應(yīng)用

星之球科技 來源:杭州東鐳激光科技有限公2014-04-24 我要評論(0 )   

激光焊接不僅需要強(qiáng)大的激光功率,而且還需要高質(zhì)量的激光束,這樣才能獲得理想的深焊縫效應(yīng)。例如大眾汽車公司目前正在進(jìn)行的項(xiàng)目就使用燈泵浦固體激光器,激光光束的...

       激光焊接不僅需要強(qiáng)大的激光功率,而且還需要高質(zhì)量的激光束,這樣才能獲得理想的“深焊縫效應(yīng)”。例如大眾汽車公司目前正在進(jìn)行的項(xiàng)目就使用燈泵浦固體激光器,激光光束的功率為4kW,激光通過水冷600mm玻璃纖維進(jìn)行傳輸,激光束通過焦距為200mm/220mm的調(diào)焦模塊投射到待焊工件上?!?/p>

   在早些時候,激光器是否適合工業(yè)使用尚待證明,而今天,在許多生產(chǎn)企業(yè)里,激光器幾乎已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。將激光焊接工藝與另外一種焊接工藝相結(jié)合,被稱為“激光混合焊接工藝”,即激光束和電弧同時在一個焊接區(qū)域內(nèi)起作用,二者相互影響、相互支持。

   激光電弧混合焊接工藝是將激光焊與電弧焊這兩種焊接工藝有機(jī)地結(jié)合起來,從而獲得了優(yōu)良的綜合性能,提高了效率/成本比。如1.5mm+2.0mm AlMgSi1接頭激光混合焊接的焊接速度可以達(dá)到8.1m/min,并且只需使用4kW的固體激光源。

  當(dāng)利用激光混合焊接工藝焊接金屬工件時,釹釔鋁石榴石激光束進(jìn)行聚焦后獲得強(qiáng)度為106W/mm2 的光束。當(dāng)激光束打到材料表面上時,照射點(diǎn)被加熱到汽化溫度,由于汽化金屬逃逸,在焊縫金屬上形成汽化空腔,焊縫接頭突出的特點(diǎn)是極高的深寬比例,自由燃燒電弧的能量流動密度稍稍高于104W/mm2。除了來自電弧的熱量以外,激光束將熱量傳輸給接頭頂部的焊縫金屬。與順序配置兩種不同的焊接工藝先后連續(xù)起作用不同,混合焊接工藝可以看成兩種焊接工藝結(jié)合起來同時在同一工藝區(qū)域內(nèi)共同作用。根據(jù)所用的電弧或激光工藝種類以及工藝參數(shù)的不同,工藝之間相互影響的程度不同,產(chǎn)生影響的方式也不同。

  把激光和電弧相結(jié)合,與將兩種工藝單獨(dú)使用相比,焊縫穿透深度和焊接速度都有所增加。從蒸汽空腔逃逸出來的金屬蒸汽與電弧等離子作用,釹釔鋁石榴石激光輻射吸收進(jìn)入工藝等離子中數(shù)量微乎其微。根據(jù)兩種工藝的功率輸入比例,總體工藝特性主要決定于激光或電弧。工件表面溫度會對激光輻射吸收產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。在激光工藝開始之前,必須克服初始反射,特別是鋁材表面上的反射,采用特殊啟動程序啟動焊接,可以起到克服初始反射的作用。在達(dá)到汽化溫度之后,汽化空腔形成,這時幾乎所有輻射能都可以作用在工件上,這時所需的能量取決于與溫度有關(guān)的吸收情況和通過傳導(dǎo)到工件其余部分而損耗能量的多少。在混合焊接工藝中,汽化不僅發(fā)生在工件表面,而且還發(fā)生在焊絲上,因此可以獲得更多的金屬蒸汽,反過來又利于激光輻射的輸入,防止工藝參數(shù)的下降。

 

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