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激光焊接工艺浅析

  2020-08-25         Chris         8293

激光焊接是利用激光辐射能量来实现有效焊接的技术,其工作原理是:通过具体的方式来激发激光活性介质(如CO2等气体的混合物、YAG钇铝

激光焊接技术

  激光焊接是利用激光辐射能实现有效焊接的工艺,其工作原理是:通过特定的方式来激励激光活性介质(如二氧化碳和其他气体的气体混合物,掺钕钇铝石榴石钇铝石榴石晶体,等等),的往复振荡腔,形成受激辐射光束,光束接触工件时,工件的能量吸收,当它在材料熔点的温度可以进行焊接。

 

激光焊接方式

  激光焊接可分为热传导焊接和深熔焊。前者的热量通过传热扩散到工件内部,只在焊缝表面产生熔化现象。工件内部未完全熔化,基本不产生汽化现象,多用于低速薄壁材料的焊接。后者不仅使材料完全熔化,而且使材料汽化,形成大量等离子体,由于热量高,在熔池前端会出现匙孔现象。

 

深熔焊是目前应用最广泛的激光焊接方式,它能对工件焊接彻底,且输入能量高,焊接速度快。

激光焊接的焊缝形状和组织

  所产生的激光焦点位置面积较小,其作用在焊接热影响区远小于普通的焊接技术,和激光焊接填充金属,所以连续均匀的焊缝表面,形成美丽的,没有表面缺陷如气孔,裂纹,是非常适合的场合严格在焊缝的外观。虽然聚焦区域相对较小,但激光束的能量密度较高(一般可达10*3~10*8W/cm2)。

 

  在焊接过程中,金属受热和冷却非常快,熔池周围的温度梯度比较大,使得接头强度往往高于母材,相反,接头的塑性相对较低。目前,可以通过双聚焦或复合焊接技术来提高焊接接头的质量。

 

激光焊接的优缺点

优势:

(1)激光焊接可获得高质量的接头强度和更大的深宽比,焊接速度更快。

 

(2)由于激光焊接不需要真空环境,所以通过镜头和光纤,可以实现远程控制和自动化生产。

 

(3)激光具有较大的功率密度,对于难以焊接的材料,如钛、石英等,焊接效果好,并可应用于不同性能的材料。

 

缺点:

 

(1)激光和焊接系统零件的价格比较昂贵,所以初始投资和维护费用比传统焊接技术高,经济效益差。

 

(2)由于固体材料对激光的吸收率低,特别是等离子体出现后(等离子体对激光有吸收作用),所以激光焊接的转换效率一般较低(通常为5%~30%)。

 

(3)由于激光焊接对焦点小,对工件接头设备精度要求较高,很小的设备偏差就会产生较大的加工误差。

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