激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
激光焊接的优点
(1)可将入发热量降至最少的需求量,热危害区金相分析转变范畴小,且因导热所造成 的形变亦最少。
(2)32mm板厚单道电焊焊接的焊接方法主要参数业经计量检定达标,可减少厚钢板电焊焊接需要的時间乃至可省去填充料金属材料的应用。
(3)不需应用电级,沒有电级环境污染或损伤的顾忌。且因不属于容栅电焊焊接制造,机器的损耗及形变接能降至最少。
(4)激光便于聚焦点、指向及受光学设备所引导,可置放在离产品工件适度之间距,且可在产品工件周边的机器或阻碍间再引导,别的电焊焊接规律因遭受以上的室内空间限定而没法充分发挥。
(5)产品工件可置放在封闭式的室内空间(经真空包装或內部汽体自然环境在操纵下)。
(6)激光可聚焦点在不大的地区,可电焊焊接中小型且间距相仿的构件,
(7)可焊材料类型范畴大,也可以互相紧密连接各种各样异质性原材料。
(8)便于以自动化技术开展快速电焊焊接,亦能够多位或电脑控制。
(9)电焊焊接薄材或细径线缆时,不容易像电弧激光焊接般易有回熔的困惑。
(10)不会受到电磁场所危害(电弧激光焊接及电子束焊则非常容易),能精准的指向焊接件。
(11)可电焊焊接不一样物理性能(如不一样电阻器)的二种金属材料
(12)不需真空泵,亦不需做X射线安全防护。
(13)若以破孔式电焊焊接,焊缝深一长宽比可以达到10:1
(14)能够转换设备将激光传输至好几个服务中心。
激光焊的优点和缺点
(1)焊接件部位需十分精准,尽量在激光的聚焦点范畴内。
(2)焊接件需应用夹夹具时,务必保证焊接件的最后部位需与激光将冲击性的点焊指向。
(3)较大可焊薄厚受限制渗入薄厚远远超过19mm的产品工件,生产流水线不宜应用激光焊。
(4)高反射及高传热性原材料如铝、铜以及铝合金等,电焊焊接性会受激光器所更改。
(5)当进行中动能至高效率能量的激光电焊焊接时,需应用低温等离子控制板将溶池周边的离子化汽体祛除,以保证焊缝的再发生。
(6)热传递高效率太低,一般小于10%。
(7)焊缝迅速凝结,很有可能有出气孔及老化的顾忌。
(8)机器设备价格昂贵。
为了更好地清除或降低激光焊的缺点,能够更好地运用这一出色的焊接工艺,明确提出了一些用其他热原与激光器开展复合型电焊焊接的加工工艺,关键有激光器与电孤、激光器与低温等离子弧、激光器与磁感应热原复合型电焊焊接、双激光电焊焊接及其多光线激光焊等。除此之外还明确提出了各种各样輔助加工工艺对策,如激光器填丝焊(可细分化为冷丝焊和热丝焊)、另加电磁场輔助提高激光焊接、保护气操纵溶池深层激光焊接、激光器輔助搅拌摩擦焊等。
(1)功率。功率是激光切割加工中最重要的主要参数之一。选用较高的功率,在分秒时间段内,表面就可以加温至熔点,造成很多气化。因而,高功率针对原材料除去生产加工,如开洞、激光切割、手工雕刻有益。针对较低功率,表面溫度做到熔点必须 历经数ms,在表面气化前,最底层做到溶点,易产生优良的熔化电焊焊接。因而,在传输型激光焊中,功率在范畴在10^4~10^6W/CM^2。
(2)激光器单脉冲波型。激光器单脉冲波型在激光焊中是一个关键难题,特别是在针对片状电焊焊接至关重要。当高韧性激光射至原材料表层,金属表层 将会出现60~98%的激光器动能反射面而损害掉,且透射率随外表温度转变。在一个激光器单脉冲功效期内内,金属材料透射率的发生变化。
(3)激光器脉冲宽度。占空比是单脉冲激光焊的关键主要参数之一,它即是差别于原材料除去和原材料熔融的关键主要参数,也是决策生产设备工程造价及容积的重要主要参数。
(4)离发散角对电焊焊接品质的危害。激光焊一般必须 一定的离下功夫一,由于激光器聚焦点处光点管理中心的功率过高,非常容易挥发成桩。离去激光器聚焦点的各平面图上,功率遍布相对性匀称。离焦方法有二种:正离焦与负离焦。焦平面坐落于产品工件上边为正离焦,相反为负离焦。按几何光学基础理论,当正负极离焦平面与电焊焊接平面图间距相同时,所相匹配平面图上功率类似同样,但事实上所得到 的溶池样子不一样。负离焦时,可得到 更高的熔融深度,这与溶池的产生全过程相关。试验说明,激光器加温50~200us原材料逐渐熔融,产生高效液相金属材料并发生问分气化,产生市压蒸气,并且以非常高的速率喷涌,传出夺目的白光灯。此外,浓度较高的气体使高效液相金属材料健身运动至溶池边沿,在溶池管理中心产生凹痕。当负离焦时,原材料內部功率比表面积还高,易产生更强的熔融、气化,使太阳能向原材料更最深处传送。因此在具体运用中,当规定熔融深度很大时,选用负离焦;电焊焊接薄原材料时,宜用正离焦。