激光焊接技術(shù)機(jī)焊接工藝
日期：2024/8/16 3:36:23 作者：華馳激光 閱讀數(shù)：410激光技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用是各國研究的重點(diǎn)。隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)高效，環(huán)保和自動(dòng)化的需求，激光技術(shù)的應(yīng)用已迅速擴(kuò)展到許多制造領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上，激光焊接工藝將成為激光應(yīng)用的重要方面之一。
激光焊接是激光加工技術(shù)應(yīng)用的重要組成部分，是21世紀(jì)最引人注目，最有前途的焊接技術(shù)。
早在上世紀(jì)末，歐美國家就已將激光焊接全面應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。在加快激光焊接技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，中國逐步建立了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的發(fā)展體系。個(gè)別領(lǐng)域也取得了重大突破。
隨著工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展，高效，靈活，環(huán)保的加工技術(shù)將受到青睞。激光焊接采用高能束聚焦方式，可以實(shí)現(xiàn)焊接過程中難以實(shí)現(xiàn)的深度焊接，快速焊接等焊接工藝，特別是激光焊接設(shè)備靈活，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)技術(shù)成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)為了大規(guī)模生產(chǎn)自動(dòng)化，大量激光焊接生產(chǎn)線已投入工業(yè)生產(chǎn)。
實(shí)踐證明，激光焊接廣泛應(yīng)用于加工行業(yè)。基本上，可以使用傳統(tǒng)焊接技術(shù)領(lǐng)域，可以勝任激光焊接，焊接質(zhì)量更高，加工效率更快。
采用激光技術(shù)的焊接技術(shù)
激光焊接是利用激光的輻射能量實(shí)現(xiàn)有效焊接的過程。其工作原理是：以特定方式激發(fā)激光活性介質(zhì)(如CO2和其他氣體的混合物，YAG釔鋁石榴石晶體等)。腔中的往復(fù)振蕩形成受激輻射束。當(dāng)梁與工件接觸時(shí)，其能量被工件吸收，并且當(dāng)溫度達(dá)到材料的熔點(diǎn)時(shí)可以進(jìn)行焊接。
1激光焊接模式
激光焊接可分為導(dǎo)熱焊接和深熔焊接。前一種熱量通過熱傳導(dǎo)擴(kuò)散到工件內(nèi)部，只有焊縫表面熔化。工件內(nèi)部未完全穿透，基本上不發(fā)生汽化，主要用于低速薄壁。材料的焊接;后者不僅完全穿透材料，而且蒸發(fā)材料以形成大量的等離子體。由于大的熱量，在熔池的前端發(fā)生鎖孔現(xiàn)象。
深穿透焊接可以徹底穿透工件。具有高輸入能量和快速焊接速度，是最廣泛使用的激光焊接模式。
2激光焊接的焊縫形狀和微觀結(jié)構(gòu)
由于激光產(chǎn)生的光斑尺寸較小，焊縫周圍的熱影響區(qū)比普通焊接工藝小得多，激光焊接一般不需要填充金屬，因此焊縫表面是連續(xù)均勻的，外表很美。諸如孔隙和裂縫之類的表面缺陷非常適用于焊縫輪廓至關(guān)重要的應(yīng)用。盡管聚焦區(qū)域相對(duì)較小，但激光束的能量密度很大(通常為103至108W / cm2)。
在焊接過程中，金屬被非?？焖俚丶訜岷屠鋮s。熔池周圍的溫度梯度相對(duì)較大，因此接合強(qiáng)度通常高于基底金屬的接合強(qiáng)度。相反，關(guān)節(jié)可塑性相對(duì)較低。目前，雙焦點(diǎn)技術(shù)或復(fù)合焊接技術(shù)可以提高接頭質(zhì)量。
3激光焊接的優(yōu)缺點(diǎn)
激光焊接如此受重視的原因在于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：
1激光焊接可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的接頭強(qiáng)度和大的縱橫比，焊接速度更快。
2由于激光焊接不需要真空環(huán)境，因此可以通過透鏡和光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化生產(chǎn)。
3激光具有較大的功率密度，對(duì)難以焊接的材料(如鈦，石英等)具有良好的焊接效果，可焊接不同性能的材料。
當(dāng)然，激光焊接也有缺點(diǎn)：
1激光和焊接系統(tǒng)部件較貴，因此初期投資和維護(hù)成本高于傳統(tǒng)焊接工藝，經(jīng)濟(jì)效益差。
2由于固體材料對(duì)激光的吸收率低，特別是在等離子體出現(xiàn)后(等離子體對(duì)激光具有吸收效應(yīng))，激光焊接的轉(zhuǎn)換效率通常較低(通常為5%至30%)。
3由于激光焊接焦點(diǎn)小，工件接頭設(shè)備精度高，設(shè)備偏差小，加工誤差大。
隨著激光焊接的普及和激光器的商業(yè)化生產(chǎn)，激光設(shè)備的價(jià)格大幅下降。高功率激光器的發(fā)展以及新型復(fù)合焊接方法的開發(fā)和應(yīng)用也改善了激光焊接轉(zhuǎn)換效率的缺點(diǎn)。據(jù)信，在不久的將來，激光焊接將逐步取代傳統(tǒng)的焊接工藝(如電弧焊和電阻焊)。成為工業(yè)焊接的主要方式。