激光焊接屬于熔融焊接,以激光束為能源,沖擊在焊件接頭上。激光束可由平面光學(xué)元件導(dǎo)引,隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。激光焊接屬非接觸式焊接,作業(yè)過程不需加壓,但需使用惰性氣體以防熔池氧化,填料金屬偶有使用。
激光焊接的優(yōu)點:
(1)可將入熱量降到最低的需要量,熱影響區(qū)金相變化范圍小,且因熱傳導(dǎo)所導(dǎo)致的變形亦最低;
(2)32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數(shù)業(yè)經(jīng)檢定合格,可降低厚板焊接所需的時間甚至可省掉填料金屬的使用;
(3)不需使用電極,沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程,機具的耗損及變形接可降至最低;
(4)激光束易于聚焦、對準(zhǔn)及受光學(xué)儀器所導(dǎo)引,可放置在離工件適當(dāng)之距離,且可在工件周圍的機具或障礙間再導(dǎo)引,其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發(fā)揮;
(5)工件可放置在封閉的空間(經(jīng)抽真空或內(nèi)部氣體環(huán)境在控制下);
(6)激光束可聚焦在很小的區(qū)域,可焊接小型且間隔相近的部件;
(7)可焊材質(zhì)種類范圍大,亦可相互接合各種異質(zhì)材料;
(8)易于以自動化進行高速焊接,亦可以數(shù)位或電腦控制;
(9)焊接薄材或細(xì)徑線材時,不會像電弧焊接般易有回熔的困擾;
(10)不受磁場所影響(電弧焊接及電子束焊接則容易),能精確的對準(zhǔn)焊件;
(11)可焊接不同物性(如不同電阻)的兩種金屬;
(12)不需真空,亦不需做X射線防護;
(13)若以穿孔式焊接,焊道深一寬比可達(dá)10:1;
(14)可以切換裝置將激光束傳送至多個工作站。
激光焊接也存在著一定的局限性:
(1)焊件位置需非常精確,務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi);
(2)焊件需使用夾治具時,必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點對準(zhǔn);
(3)******可焊厚度受到限制滲透厚度遠(yuǎn)超過19mm的工件,生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接;
(4)高反射性及高導(dǎo)熱性材料如鋁、銅及其合金等,焊接性會受激光所改變;
(5)當(dāng)進行中能量至高能量的激光束焊接時,需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅(qū)除,以確保焊道的再出現(xiàn);
(6)能量轉(zhuǎn)換效率太低,通常低于10%;
(7)焊道快速凝固,可能有氣孔及脆化的顧慮;
(8)設(shè)備昂貴。
激光焊接是將高強度的激光束輻射至金屬表面,通過激光與金屬的相互作用,使金屬熔化形成焊接。在激光與金屬的相互作用過程中,金屬熔化僅為其中一種物理現(xiàn)象。有時光能并非主要轉(zhuǎn)化為金屬熔化,而以其它形式表現(xiàn)出來,如汽化、等離子體形成等。然而,要實現(xiàn)良好的熔融焊接,必須使金屬熔化成為能量轉(zhuǎn)換的主要形式。為此,必須了解激光與金屬相互作用中所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與激光參數(shù)的關(guān)系,從而通過控制激光參數(shù),使激光能量絕大部分轉(zhuǎn)化為金屬熔化的能量,達(dá)到焊接的目的。激光拼焊是采用激光能源,將若干不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進行自動拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等,以滿足零部件對材料性能的不同要求,用最輕的重量、最優(yōu)結(jié)構(gòu)和******性能實現(xiàn)裝備輕量化。
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