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激光焊接是激光加工材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料 和低速焊接，焊接過程屬于熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作為一種高質(zhì)量、高精度、低變形、高效率和高速度的焊接方法，隨著高功率CO2和高功率的YAG激光器以及光纖傳輸技術(shù)的完善、金屬鉬焊接聚束物鏡等的研制成功，使其在機(jī)械制造、航空航天、汽車工業(yè)、粉末冶金、生物醫(yī)學(xué)微電子行業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。
目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各種金屬材料時(shí)的理論，包括激光誘發(fā)的等離子體的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、復(fù)合焊接、激光焊接現(xiàn)象及小孔行為、焊接缺陷發(fā)生機(jī)理與防止方法等，并對(duì)鎳基耐熱合金、鋁合金及鎂合金的焊接性，焊接現(xiàn)象建模與數(shù)值模擬，鋼鐵材料、銅、鋁合金與異種材料的連接，激光接頭性能評(píng)價(jià)等方面做了一定的研究。
方圓激光模具激光補(bǔ)焊機(jī)為固定光路YAG激光補(bǔ)焊機(jī)，可進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)切換，手動(dòng)模式可以手輪調(diào)整工作臺(tái)前后左右上下移動(dòng)，更適合模具修補(bǔ)行業(yè)的應(yīng)用，自動(dòng)模式可用于運(yùn)動(dòng)軌跡編程自動(dòng)焊接。由氙燈泵浦、進(jìn)口陶瓷反射腔體及Nd：YAG晶體棒構(gòu)成激光器，電光轉(zhuǎn)換效率高。分體式冷水機(jī)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定溫度自動(dòng)制冷，確保設(shè)備安全運(yùn)行。5.7寸單色液晶屏按鍵式控制系統(tǒng)，電流閉環(huán)反饋控制激光電源，脈沖波形最多可任意設(shè)定8段，半導(dǎo)體紅光指示定位，能夠滿足對(duì)不同材料金屬的焊接。5.7寸單色觸摸液晶屏控制運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，可自動(dòng)運(yùn)行平面內(nèi)編輯的點(diǎn)、直線、圓、方形、圓弧、平面復(fù)雜圖形等軌跡，可以完成不同材料金屬自動(dòng)或半自動(dòng)的點(diǎn)焊、對(duì)接焊、疊焊和密封焊。
通過模具的修補(bǔ)，可以將原來的模具重新充分利用，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本和提高了工作效率。也可應(yīng)用于修改模具的設(shè)計(jì)或尺寸，減短產(chǎn)品開發(fā)的周期。1.焊接深度大、焊接牢固，溶化充分、不留修補(bǔ)痕跡；2.受熱范圍小，不會(huì)導(dǎo)致精密模具變形；3.可加工材料廣；4.可修補(bǔ)模具砂眼、裂痕、崩角、模邊、及磨損的密封邊； 5.焊道可以磨削加工成光面； 6.模具修復(fù)處的溶池溶料凸起部份與基體結(jié)合處無凹陷現(xiàn)象。
激光焊接原理：
激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，金屬吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能使金屬熔化后冷卻結(jié)晶形成焊接。激光焊接的機(jī)理有兩種：
1、熱傳導(dǎo)焊接 當(dāng)激光照射在材料表面時(shí)，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，將光能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱熔化，材料表面層的熱以熱傳導(dǎo)的方式繼續(xù)向材料深處傳遞，最后將兩焊件熔接在一起。
2、激光深熔焊 當(dāng)功率密度比較大的激光束照射到材料表面時(shí)，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱 新市場(chǎng)營(yíng)銷法則 助推企業(yè)成長(zhǎng)電子商務(wù)營(yíng)銷 食品餐飲營(yíng)銷 建筑房產(chǎn)營(yíng)銷 消費(fèi)品營(yíng)銷 能，材料被加熱熔化至汽化，產(chǎn)生大量的金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時(shí)產(chǎn)生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿人更深，當(dāng)激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩焊件焊接在—起。
這兩種焊接機(jī)理根據(jù)實(shí)際的材料性質(zhì)和焊接需要來選擇，通過調(diào)節(jié)激光的各焊接工藝參數(shù)得到不同的焊接機(jī)理。這兩種方式最基本的區(qū)別在于：前者熔池表面保持封閉，而后者熔池則被激光束穿透成孔。傳導(dǎo)焊對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)較小，因?yàn)榧す馐妮椛錄]有穿透被焊材料，所以，在傳導(dǎo)焊過程中焊縫不易被氣體侵入；而深熔焊時(shí)，小孔的不斷關(guān)閉能導(dǎo)致氣孔。傳導(dǎo)焊和深熔焊方式也可以在同一焊接過程中相互轉(zhuǎn)換，由傳導(dǎo)方式向小孔方式的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脈沖持續(xù)時(shí)間。激光脈沖能量密度的時(shí)間依賴性能夠使激光焊接在激光與材料相互作用期間由一種焊接方式向另一種方式轉(zhuǎn)變，即在相互作用過程中焊縫可以先在傳導(dǎo)方式下形成，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)樾】追绞健?/SPAN>
目前激光焊應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，主要應(yīng)用于：制造業(yè)應(yīng)用、粉末冶金領(lǐng)域、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、其他領(lǐng)域如對(duì)BT20鈦合金、HEl30合金、Li-ion電池等激光焊接。
激光焊接的特點(diǎn)是被焊接工件變形極小，幾乎沒有連接間隙，焊接深度/寬度比高，因此焊接質(zhì)量比傳統(tǒng)焊接方法高。但是，如向保證激光焊接的質(zhì)量，也就是激光焊接過程監(jiān)測(cè)與質(zhì)量控制是一個(gè)激光利用領(lǐng)域的重要內(nèi)容，包括利用電感、電容、聲波、光電等各種傳感器，通過電子計(jì)算機(jī)處理，針對(duì)不同焊接對(duì)象和要求，實(shí)現(xiàn)諸如焊縫跟蹤、缺陷檢測(cè)、焊縫質(zhì)量監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目，通過反饋控制調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化激光焊接。 在激光焊接中，光束焦點(diǎn)位置是最關(guān)鍵的控制工藝參數(shù)之一，在一定激光功率和焊接速度下，只有焦點(diǎn)處于最佳位置范圍內(nèi)才能獲得最大熔深和好的焊縫形狀。在實(shí)際激光焊接中，為了避免和減少影 響焦點(diǎn)位置穩(wěn)定性的因素，需要專門的夾緊和設(shè)備技術(shù)，這種設(shè)備的精確程度與激光焊接的質(zhì)量高低是相輔相成的。
一、激光焊接的主要特性。 與其它傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比，激光焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是：
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備裝置簡(jiǎn)單。例如，激光通過電磁場(chǎng)，光束不會(huì)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(jìn)行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對(duì)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(shí)，深寬比可達(dá)5：1，最高可達(dá)10：1。
5、可進(jìn)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(yīng)用于大批量自動(dòng)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(yuǎn)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(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù)，使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。
7、激光束易實(shí)現(xiàn)光束按時(shí)間與空間分光，能進(jìn)行多光束同時(shí)加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。
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2014-0710 |
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