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激光焊接技术的激光焊接工艺分析

2019-12-26 16:57:15   责任编辑:    0

  激光焊接技术的激光焊接工艺分析

  激光技术在制造业中的应用是各国研究的焦点。随着工业发展对高效、环保和自动化的需求,激光技术的应用迅速扩展到许多制造领域。在此基础上,激光焊接技术将成为激光应用的重要方面之一。

  激光焊接是激光加工技术应用的重要组成部分,是21世纪最引人注目、最有前途的焊接技术。

  早在上世纪末,欧美国家已经全面将激光焊接应用于工业生产。中国在加快激光焊接技术研发的同时,逐步建立了产学研相结合的发展体系。一些领域也取得了重大突破。

  随着工业制造的发展,高效、灵活、环保的加工技术将受到青睐。激光焊接采用高能束聚焦方法,可以实现深焊、快焊等焊接过程中难以实现的焊接过程。特别是激光焊接设备灵活,实时在线检测技术成熟,大量激光焊接生产线已投入工业生产,实现大规模生产自动化。

  实践证明,激光焊接在加工业中应用广泛。基本上,它可以用于传统焊接技术领域,可以胜任激光焊接,具有较高的焊接质量和较快的加工效率。

  激光焊接技术

  激光焊接是利用激光辐射能量实现有效焊接的过程。其工作原理是激发激光活性介质(如CO2和其他气体的混合物、钇铝石榴石晶体等)。)以特定的方式。空腔中的往复振荡形成受激辐射束。当光束接触工件时,其能量被工件吸收,当温度达到材料熔点时,可以进行焊接。

  1激光焊接模式

  激光焊接可分为热传导焊接和深熔焊接。前者的热量通过热传导扩散到工件中,只有焊接表面熔化。工件内部没有完全穿透,基本上不会蒸发。主要用于低速薄壁。材料焊接;后者不仅完全穿透材料,而且蒸发材料以形成大量等离子体。由于热量很大,熔池前端会出现锁眼现象。

  深穿透焊接可以完全穿透工件。输入能量高、焊接速度快,是应用最广泛的激光焊接方式。

  2激光焊接的焊缝形状和显微组织

  由于激光产生的光斑尺寸小,焊缝周围的热影响区比普通焊接工艺小得多,激光焊接一般不需要填充金属,因此焊缝表面连续均匀,外观非常美观。气孔和裂纹等表面缺陷非常适合焊接型材的关键应用。尽管聚焦区域相对较小,但激光束的能量密度较大(通常为103至108瓦/平方厘米)。

  在焊接过程中,金属被迅速加热和冷却。熔池周围的温度梯度相对较大,因此结合强度通常高于母材。相反,接头塑性相对较低。目前,双焦点技术或复合焊接技术可以提高接头质量。

  激光焊接的优缺点

  激光焊接受到如此关注的原因在于其独特的优势:

  1激光焊接可实现高质量的接头强度和大纵横比,焊接速度更快。

  由于激光焊接不需要真空环境,因此可以通过透镜和光纤实现远程控制和自动生产。

  3激光器功率密度高,对难以焊接的材料(如钛、应时等)具有良好的焊接效果。),可以焊接不同性能的材料。

  当然,激光焊接也有缺点:

  1激光和焊接系统部件价格昂贵,初始投资和维护成本高于传统焊接工艺,经济效益差。

  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),激光焊接的转换效率通常较低(通常为5%-30%)。

  3 .激光焊接焦点小,工件连接设备精度高,设备偏差小,加工误差大。

  随着激光焊接的普及和激光的商业化生产,激光设备的价格急剧下降。大功率激光器的发展和新型复合焊接方法的开发和应用也改善了激光焊接转换效率的不足。据信,在不久的将来,激光焊接将逐渐取代传统的焊接工艺(如电弧焊和电阻焊)。成为工业焊接的主要方法。

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