① 激光焊接有哪些優點
激光焊接有哪些優點
激光焊接有哪些優點,相信大家在生活中都會見過很多的焊接方法,那麼大家也多多少少了解過激光焊接在生活中的作用,其實激光焊接不僅是偶遇很多的作用,而且對比普通的焊技術還有很多的優點,那麼激光焊接有哪些優點?
激光焊接與其它焊接技術相比,激光焊接的主要優點是:
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,並能對異性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦後,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可進行微型焊接。激光束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。(最小光斑可以到0、1mm)
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技術中採用了光纖傳輸技術,及光纖連續激光器的普及使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣和應用,更便於自動化集成。
7、激光束易實現光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。
但是,激光焊接也存在著一定的局限性:
1、要求焊件裝配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因為激光聚焦後光斑尺雨寸小,焊縫窄,為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求,很容易造成焊接缺憾。
2、激光器及其相關系統的成本較高,一次性投資較大。
1、激光光束質量好
激光聚焦後,功率密度高。高功率低階模激光聚焦後,焦斑直徑小。
2、激光焊接速度快,深度大,變形小。
由於功率密度高,在激光焊接過程中在金屬材料中形成小孔,激光能量通過小孔傳遞到工件深部,橫向擴散較少。因此,激光束掃描過程中材料融合深度較大。速度快,單位時間焊接面積大。
3、激光焊接特別適用於焊接精密敏感零件
由於激光焊接機焊接縱橫比大,比能量小,熱影響區小,焊接變形小,特別適用於焊接精密和熱敏零件,可消除焊後修正和二次加工。
4、激光焊接機靈活性高
激光焊接機可實現任意角度焊接,可焊接難以接近的部位;可焊接各種復雜的焊接工件和形狀不規則的大型工件。實現任意角度焊接具有很大的靈活性。
5、激光焊接可以焊接難焊接的.材料
激光焊接不僅可用於多種異質金屬材料之間的焊接,還可用於鈦、鎳、鋅、銅、鋁、鉻、鈮、金、銀等金屬及其合金、鋼、可伐合金等。合金材料之間的焊接。
6、激光焊接機人工成本低
由於激光焊接時的熱輸入極低,焊後變形量很小,可以達到表面非常漂亮的焊接效果,因此激光焊接的後續處理很少,可以大大減少或消除巨大的拋光和整平工序上的人工。
7、激光焊接機操作簡單
激光焊接機焊接設備簡單,操作過程簡單易學,上手容易。對工作人員的專業性要求不高,節省人工成本。
8、激光焊接機安全性能強
高安全焊嘴只有在接觸金屬時才觸動開關才有效,並且觸摸開關具有體溫感應。
專用激光發生器在操作時有安全注意事項,操作時需佩戴激光發生器防護眼鏡,以減少對眼睛的傷害。
9、激光焊接機的工作環境多種多樣
激光焊接機可用於各種復雜的工作環境,可在常溫或特殊條件下進行焊接。例如,激光焊接在很多方面都類似於電子束焊接。其焊接質量略遜於電子束焊接,但電子束只能在真空中傳輸,因此焊接只能在真空中進行,而激光焊接技術可以更先進。用於廣泛的工作環境。
10、焊接系統高度靈活,易於實現自動化。
但是,激光焊接機也有一定的局限性。由於激光假期相關系統成本較高,一次性投資成本會更高。此外,激光焊接機還要求焊件安裝精度高,要求光源在商品工件上的位置不能有明顯偏差。
優點
1、聚焦後的激光束具有很高的功率密度,加熱速度快,可實現深熔焊和高速焊。由於激光加熱范圍小,在同等功率和焊接厚度條件下,焊接速度快、熱影響區小、焊接應力和變形小。
2、激光能發射、透射,能在空間傳播相當距離而衰減很小,可進行遠距離或一些難以接近部位的焊接;激光可通過光導纖維、棱鏡等光學方法彎曲傳輸、偏轉、聚焦,特別適合於微型零件、難以接近的部位或遠距離的焊接。
3、一台激光器可供多個工作台進行不同的工作,既可用於焊接,也可用於切割、合金化和熱處理,一機多用。
4、激光在大氣中損耗不大,可以穿過玻璃等透明物體,適合於在玻璃製成的密封容器里焊接被合金等劇毒材料;激光不受電磁場影響,不存在X射線防護,也不需要真空保護。
5、可以焊一般焊接方法難以焊接的材料,如高熔點金屬等,甚至可用於非金屬材料的焊接,如陶瓷、有機玻璃:焊後無需熱處理,適合於某些對熱輸入敏感材料的焊接。
缺點
1、 等離子屏蔽問題。在激光焊接中母材受熱熔化、汽化形成深熔小孔時,孔中充滿金屬蒸汽,金屬氣體與激光作用形成等離子雲。等離子雲吸收和反射性很強,降低金屬材料對激光的吸收率,使激光的能量利用率降低。此外等離子雲強烈時還可能對激光產生負透鏡效應,嚴重影響激光束的聚焦效果。
2、 橋接性差,焊縫裝夾精度要求高。激光光斑直徑很小,熱作用區小,橋接能力很差,對焊縫接頭對準的平整度和精度要求很高。
採用激光焊接時焊縫的縫隙寬度不能大於0、2mm,否則激光透過縫隙太多,能量損失很大。同時接頭兩側平整度太差時會發生焊接錯位,將嚴重影響焊接質量。這一方面對激光接頭的准備提出了很高的要求,另一方面要求裝夾精確,對裝夾的技術要求高,這都增加了工藝要求和焊接成本。在工業適用化上的技術難度較大。
3、 焊縫的硬度高,焊接熱裂紋傾向大。激光焊接時功率密度很大,熱作用區域很小,而熱輸入量小,所以焊接區域會產生很高的峰值溫度和溫度梯度,焊縫熔化金屬快速凝固收縮,這會帶來兩方面的影響:一是焊縫的硬度很高,有時可能大大高於母材,這在諸如船舶等特殊工業中的應用有所限制;二是對於某些金屬零件特別是經過深加工後存在高機械應力的金屬焊接後工件熱裂紋傾向大。
4、 凹陷及氣孔問題。激光焊接過程一般不採用添加填充材料,由於母材端面存在間隙、深熔小孔內金屬受熱汽化,焊接後焊縫處有時會存在凹陷。焊速高時焊接所形成的金屬蒸氣來不及從焊縫里跑出,殘留在快速熔化凝固後的焊縫里,也會形成氣孔。
5、 對高反射金屬如鋁、銅等的焊接十分困難。鋁銅及其合金對激光的反射非常高,起始的反射率高達90%以上,激光能量大部分被反射,難以形成深熔焊的小孔。
② 激光焊接原理
激光焊接是用激光熔化工件表面的材料,使其與由相同材料製成的另一個工件連接的過程。激光技術採用偏光鏡反射激光產生的光束使其集中在聚焦裝置中產生巨大能量的光束,當高強度激光束照射在材料表面上時,部分光能將被材料吸收而轉變成熱能,使材料熔化,從而達到焊接的目的。
激光焊接根據原理可分為熱傳導焊接和深熔焊接,前者的熱量通過熱傳遞向工件內部擴散,只在焊縫表面產生熔化現象,工件內部沒有完全熔透,基本不產生汽化現象,多用於低速薄壁材料的焊接;後者不但完全熔透材料,還能汽化材料,形成大量等離子體,由於熱量較大,熔池前端會出現匙孔現象。深熔焊能夠徹底焊透工件,且輸入能量大、焊接速度快,是目前使用最廣泛的激光焊接模式。
③ 激光拼焊過程中產生等離子雲有什麼表現
摘要 焊接過程中克服等離子雲影響的,常規方法是通過噴嘴對熔池表面噴吹惰性氣體。可以利用氣體的機械吹力驅除等離子雲,使其偏離熔池上方。還可以利用較低溫度的氣體降低熔池上方高溫氣體的溫度,抑制產生等離子雲的高溫條件。
④ 激光焊優點有多少
激光焊優點有多少
激光焊優點有多少,相信大家在生活中都會見過很多的焊接方法,那麼大家也多多少少了解過激光焊接在生活中的作用,其實激光焊接的作用不僅是大,對比普通的焊技術有很多的優點,那麼激光焊優點有多少?
激光焊接與其它焊接技術相比,激光焊接的主要優點是:
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,並能對異性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦後,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可進行微型焊接。激光束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。(最小光斑可以到0.1mm)
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技術中採用了光纖傳輸技術,及光纖連續激光器的'普及使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣和應用,更便於自動化集成。
7、激光束易實現光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。
但是,激光焊接也存在著一定的局限性:
1、要求焊件裝配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因為激光聚焦後光斑尺雨寸小,焊縫窄,為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求,很容易造成焊接缺憾。
2、激光器及其相關系統的成本較高,一次性投資較大。
優點
1、聚焦後的激光束具有很高的功率密度,加熱速度快,可實現深熔焊和高速焊。由於激光加熱范圍小,在同等功率和焊接厚度條件下,焊接速度快、熱影響區小、焊接應力和變形小。
2、激光能發射、透射,能在空間傳播相當距離而衰減很小,可進行遠距離或一些難以接近部位的焊接;激光可通過光導纖維、棱鏡等光學方法彎曲傳輸、偏轉、聚焦,特別適合於微型零件、難以接近的部位或遠距離的焊接。
3、一台激光器可供多個工作台進行不同的工作,既可用於焊接,也可用於切割、合金化和熱處理,一機多用。
4、激光在大氣中損耗不大,可以穿過玻璃等透明物體,適合於在玻璃製成的密封容器里焊接被合金等劇毒材料;激光不受電磁場影響,不存在X射線防護,也不需要真空保護。
5、可以焊一般焊接方法難以焊接的材料,如高熔點金屬等,甚至可用於非金屬材料的焊接,如陶瓷、有機玻璃:焊後無需熱處理,適合於某些對熱輸入敏感材料的焊接。
缺點
1、 等離子屏蔽問題。在激光焊接中母材受熱熔化、汽化形成深熔小孔時,孔中充滿金屬蒸汽,金屬氣體與激光作用形成等離子雲。等離子雲吸收和反射性很強,降低金屬材料對激光的吸收率,使激光的能量利用率降低。此外等離子雲強烈時還可能對激光產生負透鏡效應,嚴重影響激光束的聚焦效果。
2、 橋接性差,焊縫裝夾精度要求高。激光光斑直徑很小,熱作用區小,橋接能力很差,對焊縫接頭對準的平整度和精度要求很高。
採用激光焊接時焊縫的縫隙寬度不能大於0.2mm,否則激光透過縫隙太多,能量損失很大。同時接頭兩側平整度太差時會發生焊接錯位,將嚴重影響焊接質量。這一方面對激光接頭的准備提出了很高的要求,另一方面要求裝夾精確,對裝夾的技術要求高,這都增加了工藝要求和焊接成本。在工業適用化上的技術難度較大。
3、 焊縫的硬度高,焊接熱裂紋傾向大。激光焊接時功率密度很大,熱作用區域很小,而熱輸入量小,所以焊接區域會產生很高的峰值溫度和溫度梯度,焊縫熔化金屬快速凝固收縮,這會帶來兩方面的影響:一是焊縫的硬度很高,有時可能大大高於母材,這在諸如船舶等特殊工業中的應用有所限制;二是對於某些金屬零件特別是經過深加工後存在高機械應力的金屬焊接後工件熱裂紋傾向大。
4、 凹陷及氣孔問題。激光焊接過程一般不採用添加填充材料,由於母材端面存在間隙、深熔小孔內金屬受熱汽化,焊接後焊縫處有時會存在凹陷。焊速高時焊接所形成的金屬蒸氣來不及從焊縫里跑出,殘留在快速熔化凝固後的焊縫里,也會形成氣孔。
5、 對高反射金屬如鋁、銅等的焊接十分困難。鋁銅及其合金對激光的反射非常高,起始的反射率高達90%以上,激光能量大部分被反射,難以形成深熔焊的小孔。
①能量密度高度集中,焊接時加熱和冷卻速度極快.熱影響區小,焊接應力和變形很小;
②非接觸加工,對焊件不產生外力作用,適合焊接難於接觸的部位;
②激光可以通過光學入件進行傳輸和變換,易於與機器人配合,自動化程度和生產效率高;
④焊接工藝穩定,焊縫表面和內在質量好,性能高;
⑤能夠焊接高熔點、高脆性的難熔金屬、陶瓷、有機玻璃和異種材料;
⑥綠色環保,沒有污染;
⑦不受電場磁場干擾.不需要真空保護。
激光焊接的缺點主要有:
①焊接淬硬性材料時易形成硬脆接頭;
②合金元素蒸發造成焊縫產生氣孔和咬邊;
②對焊件裝配、夾持及激光束精確調整要求較高;
④能源轉換效率低,設備昂貴,焊接成本較高。
激光焊和電子束焊部屬於高能密度焊,在焊接特點上有很多相似性,但是也有顯著的區別。電子束焊—般在真空環境下進行,因此焊接過程不發生氧化,焊縫光滑美觀,焊接質量良好。
但是焊件尺才和形狀受真空室限制,焊接大型結構需要採用大真空室,結果導致設備成本大大提高,真空時間大大延長,生產效率降低。激光焊接無需在真空環境下進行,焊接實施非常方便,對焊件尺寸和形狀限制較小。但是為了保證焊接質量,一般需要採用保護氣體和保護裝置。
⑤ 那為什麼二氧化碳激光器焊接時會出現等離子體屏蔽現象 而採用光纖激光器焊接就不會呢
都會有。如果採用激光加電弧復合焊,可以利用一下等離子體。也可以用保護氣體吹走金屬等離子
⑥ 激光焊接的優缺點
激光焊接的優缺點
激光焊接的優缺點, 近年來,經過研究人員不斷的探索和創新,激光焊接在這個社會運用很廣,之所以可以被廣泛的應用,肯定是有其優勢所在,但有優勢就有劣勢,下面來看看激光焊接的優缺點吧。
優點
1、聚焦後的激光束具有很高的功率密度,加熱速度快,可實現深熔焊和高速焊。由於激光加熱范圍小,在同等功率和焊接厚度條件下,焊接速度快、熱影響區小、焊接應力和變形小。
2、激光能發射、透射,能在空間傳播相當距離而衰減很小,可進行遠距離或一些難以接近部位的焊接;激光可通過光導纖維、棱鏡等光學方法彎曲傳輸、偏轉、聚焦,特別適合於微型零件、難以接近的部位或遠距離的焊接。
3、一台激光器可供多個工作台進行不同的工作,既可用於焊接,也可用於切割、合金化和熱處理,一機多用。
4、激光在大氣中損耗不大,可以穿過玻璃等透明物體,適合於在玻璃製成的密封容器里焊接被合金等劇毒材料;激光不受電磁場影響,不存在X射線防護,也不需要真空保護。
5、可以焊一般焊接方法難以焊接的材料,如高熔點金屬等,甚至可用於非金屬材料的焊接,如陶瓷、有機玻璃:焊後無需熱處理,適合於某些對熱輸入敏感材料的焊接。
缺點
激光焊接雖然有上述諸多優點,但是在實際應用中人們也發現了激光焊接的許多不足之處:
1、 等離子屏蔽問題。在激光焊接中母材受熱熔化、汽化形成深熔小孔時,孔中充滿金屬蒸汽,金屬氣體與激光作用形成等離子雲。等離子雲吸收和反射性很強,降低金屬材料對激光的吸收率,使激光的能量利用率降低。此外等離子雲強烈時還可能對激光產生負透鏡效應,嚴重影響激光束的聚焦效果。
2、 橋接性差,焊縫裝夾精度要求高。激光光斑直徑很小,熱作用區小,橋接能力很差,對焊縫接頭對準的平整度和精度要求很高。採用激光焊接時焊縫的縫隙寬度不能大於0、2mm,否則激光透過縫隙太多,能量損失很大。
同時接頭兩側平整度太差時會發生焊接錯位,將嚴重影響焊接質量。這一方面對激光接頭的准備提出了很高的要求,另一方面要求裝夾精確,對裝夾的技術要求高,這都增加了工藝要求和焊接成本。在工業適用化上的技術難度較大。
3、 焊縫的硬度高,焊接熱裂紋傾向大。激光焊接時功率密度很大,熱作用區域很小,而熱輸入量小,所以焊接區域會產生很高的峰值溫度和溫度梯度,焊縫熔化金屬快速凝固收縮,這會帶來兩方面的影響:
一是焊縫的硬度很高,有時可能大大高於母材,這在諸如船舶等特殊工業中的應用有所限制;二是對於某些金屬零件特別是經過深加工後存在高機械應力的金屬焊接後工件熱裂紋傾向大。
4、 凹陷及氣孔問題。激光焊接過程一般不採用添加填充材料,由於母材端面存在間隙、深熔小孔內金屬受熱汽化,焊接後焊縫處有時會存在凹陷。焊速高時焊接所形成的金屬蒸氣來不及從焊縫里跑出,殘留在快速熔化凝固後的焊縫里,也會形成氣孔。
5、 對高反射金屬如鋁、銅等的焊接十分困難。鋁銅及其合金對激光的反射非常高,起始的反射率高達90%以上,激光能量大部分被反射,難以形成深熔焊的小孔。
6、 採用激光焊接一個很致命的缺點是焊接設備成本很高,同時激光器的能量利用率低,以激光器為例總效率小於20%。而且大功率激光器運行時對昂貴的He氣消耗巨大,生產成本也增加很大。
但是激光焊接的熔深並非與激光功率成正比的增長,以低碳鋼焊接為例,焊接熔深大概與功率的Ɔ、 6次方成正比。在20KW的激光功率下,熔深最大為15-20mm,功率達到90KW時最大熔深也只有45mm。
其主要原因是:
1、 熔深再增大時焊口側壁的熔化金屬會跨接起來,阻礙激光通過;
2、高功率激光焊接時將產生大量的等離子體,而去除等離子體也越來越困難,對激光的屏蔽也越來越嚴重。激光器的輸出鏡由於溫度的升高而產生應變,聚光性能也會越來越差,尤其在長時間使用時影響更是巨大。
激光焊接與其它焊接技術相比,激光焊接的主要優點是:
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,並能對異性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦後,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可進行微型焊接。激光束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。(最小光斑可以到0、1mm)
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技術中採用了光纖傳輸技術,及光纖連續激光器的普及使激光焊接技術獲得了更為廣泛的推廣和應用,更便於自動化集成。
7、激光束易實現光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件。
但是,激光焊接也存在著一定的局限性:
1、要求焊件裝配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因為激光聚焦後光斑尺雨寸小,焊縫窄,為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求,很容易造成焊接缺憾。
2、激光器及其相關系統的成本較高,一次性投資較大。
激光焊接機優缺點是什麼
1、激光焊接機激光焊接模式
激光焊接可分為導熱焊接和深熔焊接。前一種熱量通過熱傳導擴散到工件內部,只有焊縫表面熔化。工件內部未完全穿透,基本上不發生汽化,主要用於低速薄壁。材料的焊接;後者不僅完全穿透材料,而且蒸發材料以形成大量的等離子體。由於大的熱量,在熔池的前端發生鎖孔現象。
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構
由於激光產生的光斑尺寸較小,焊縫周圍的熱影響區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於焊縫輪廓至關重要的應用。盡管聚焦區域相對較小,但激光束的能量密度很大(通常為103至108W/cm2)。
在焊接過程中,金屬被非常快速地加熱和冷卻。熔池周圍的溫度梯度相對較大,因此接合強度通常高於基底金屬的接合強度。相反,關節可塑性相對較低。目前,雙焦點技術或復合焊接技術可以提高接頭質量。
3、激光焊接的優缺點
激光焊接如此受重視的原因在於其獨特的優勢:
1、激光焊接可以實現高質量的接頭強度和大的縱橫比,焊接速度更快。
2、由於激光焊接不需要真空環境,因此可以通過透鏡和光纖實現遠程式控制制和自動化生產。
3、激光具有較大的功率密度,對難以焊接的材料(如鈦,石英等)具有良好的焊接效果,可焊接不同性能的材料。
當然,激光焊接也有缺點:
1、激光和焊接系統部件較貴,因此初期投資和維護成本高於傳統焊接工藝,經濟效益差。
2、由於固體材料對激光的吸收率低,特別是在等離子體出現後(等離子體對激光具有吸收效應),激光焊接的轉換效率通常較低(通常為5%至30%)。
3、由於激光焊接焦點小,工件接頭設備精度高,設備偏差小,加工誤差大。
隨著激光焊接的普及和激光器的商業化生產,激光設備的價格大幅下降。高功率激光器的發展以及新型復合焊接方法的開發和應用也改善了激光焊接轉換效率的缺點。
據信,在不久的將來,激光焊接將逐步取代傳統的焊接工藝(如電弧焊和電阻焊)。成為工業焊接的主要方式。作為一種新型材料,不銹鋼由於其耐腐蝕性和可成形性而被廣泛應用於航空航天,汽車零部件等領域。
激光焊接在不銹鋼中的應用佔有非常重要的地位,特別是在汽車工業中,車身全部通過焊接連接。
但是,由於諸多因素,不銹鋼板焊接存在變形問題,控制難度大,不利於相關領域的可持續發展。因此,加強對不銹鋼板激光焊接變形的研究具有重要意義。
焊接變形的危害及影響焊接變形的主要因素
影響焊接變形的主要因素是焊接電流,脈沖寬度和頻率。隨著焊接電流的增加,焊縫寬度增大,飛濺現象逐漸發生,導致焊縫表面氧化變形,並伴有粗糙感;當脈沖寬度達到一定水平時,脈沖寬度增加,使焊接接頭的強度增加。
材料表面上的傳熱能量消耗也增加。蒸發導致液體濺出熔池,導致焊點的橫截面積小,從而影響接頭強度。
焊接頻率對不銹鋼板焊接變形的影響與鋼板的厚度密切相關。對於0、5mm不銹鋼板,當頻率達到2Hz時,焊接重疊率較高;當頻率達到5Hz時,焊縫嚴重燒傷,熱影響區域變寬,變形大。可以看出,加強焊接變形的有效控制勢在必行。
⑦ 激光焊接過程中等離子體是如何產生的,對焊接過程有何影響
通常是焊接對熱敏感的金屬,由於激光能量集中,焊接速度過快,焊接完後沒有氣體或焊劑保護導致的裂紋缺陷。
可以用激光焊+MIG熔化極氬弧焊,復合焊焊接。利用氬弧焊氬氣保護,可以有效減少裂紋缺陷產生,提高焊接質量。
影響激光焊接質量的焊接工藝參數主要包含:激光率、焊接速度、透鏡焦距,聚焦位置,保護氣體等。激光功率和焊接速度是影響焊接質量的最主要參數,焊接厚度取決於激光功率,約為功率(KW)的0.7次方,通常功率增大,焊接深度增加;速度增加,熔深變淺,焊縫和熱影響區變窄,生產率增高。
(7)激光焊接為什麼產生等離子團擴展閱讀:
(1)可將入熱量降到最低的需要量,熱影響區金相變化范圍小,且因熱傳導所導致的變形亦最低。
(2)32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數業經檢定合格,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。且因不屬於接觸式焊接製程,機具的耗損及變形接可降至最低。
(4)激光束易於聚焦、對准及受光學儀器所導引,可放置在離工件適當之距離,且可在工件周圍的機具或障礙間再導引,其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發揮。
⑧ 激光焊接的優點和缺點
激光焊接的優點和缺點
激光焊接的優點和缺點,相信大家在生活中都會見過很多的焊接方法,那麼大家也多多少少了解過激光焊接在生活中的作用,其實激光焊接的作用不僅大,對比普通的焊技術有很多的優點,下面是激光焊接的優點和缺點。
優點:
速度快、深度大、變形小。
能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。
可焊接難熔材料如鈦、石英等,並能對異性材料施焊,效果良好。
激光聚焦後,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
可進行微型焊接。激光束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。
缺點:
要求焊件裝配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因為激光聚焦後光斑尺雨寸小,焊縫窄,為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求,很容易造成焊接缺憾。
激光器及其相關系統的成本較高,一次性投資較大。
激光焊接,是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。是激光材料加工技術應用的重要方面之一。一般採用連續激光光束完成材料的連接,其冶金物理過程與電子束焊接極為相似,即能量轉換機制是通過「小孔」(Key-hole)結構來完成的。
孔腔內平衡溫度達2500 0C左右,熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來,使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內充滿在光束照射下壁體材料連續蒸發產生的高溫蒸汽,光束不斷進入小孔,小孔外的材料在連續流動,隨著光束移動,小孔始終處於流動的穩定狀態。熔融金屬充填著小孔移開後留下的空隙並隨之冷凝,焊縫於是形成。
激光焊接的好處優點
① 採用激光焊接可以獲得高質量的接頭強度和較大的深寬比,且焊接速度比較快。
② 由於激光焊接不需真空環境, 因此通過透鏡及光纖, 可以實現遠程式控制制與自動化生產。
③ 激光具有較大的'功率密度, 對難焊材料如鈦、石英等有較好的焊接效果,並能對不同性能材料施焊。
④ 可進行微型焊接。激光束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。
激光焊接的缺點
① 激光器及焊接系統各配件的價格較為昂貴, 因此初期投資及維護成本比傳統焊接工藝高,經濟效益較差。
② 由於固體材料對激光的吸收率較低, 特別是在出現等離子體後(等離子體對激光具有吸收作用、, 因此激光焊接的轉化效率普遍較低(通常為5%~30%、。
③ 由於激光焊接的聚焦光斑較小,對工件接頭的裝備精度要求較高, 很小的裝備偏差就會產生較大的加工誤差。
激光焊接對人有害嗎?
焊接機發出的激光的不可見性和能量太高,非專業人員別去接觸激光源,否則很危險。另外激光也屬於電磁波,但是焊機用的激光波長都很大,所以沒有紫外線之類短波長光波的輻射危害。
焊接過程中會產生許多氣體,但大多是惰性氣體,沒啥毒性,但也要看焊接材料的不同區別對待,最好做好防護措施,減少氣體吸入。
焊接機發出的激光幾乎沒有輻射危害,但是焊接過程中會有電離輻射和受激輻射,最好在焊接過程中遠離焊接部位。這種被誘發的輻射這種不乏短波,而且對眼睛,身體影響不小,最好遠離焊點。近距離作業要盡量做好防護措施如佩戴呼吸護具,穿輻射防護服,帶眼罩。
優點
1、聚焦後的激光束具有很高的功率密度,加熱速度快,可實現深熔焊和高速焊。由於激光加熱范圍小,在同等功率和焊接厚度條件下,焊接速度快、熱影響區小、焊接應力和變形小。
2、激光能發射、透射,能在空間傳播相當距離而衰減很小,可進行遠距離或一些難以接近部位的焊接;激光可通過光導纖維、棱鏡等光學方法彎曲傳輸、偏轉、聚焦,特別適合於微型零件、難以接近的部位或遠距離的焊接。
3、一台激光器可供多個工作台進行不同的工作,既可用於焊接,也可用於切割、合金化和熱處理,一機多用。
4、激光在大氣中損耗不大,可以穿過玻璃等透明物體,適合於在玻璃製成的密封容器里焊接被合金等劇毒材料;激光不受電磁場影響,不存在X射線防護,也不需要真空保護。
5、可以焊一般焊接方法難以焊接的材料,如高熔點金屬等,甚至可用於非金屬材料的焊接,如陶瓷、有機玻璃:焊後無需熱處理,適合於某些對熱輸入敏感材料的焊接。
缺點
1、等離子屏蔽問題。在激光焊接中母材受熱熔化、汽化形成深熔小孔時,孔中充滿金屬蒸汽,金屬氣體與激光作用形成等離子雲。等離子雲吸收和反射性很強,降低金屬材料對激光的吸收率,使激光的能量利用率降低。此外等離子雲強烈時還可能對激光產生負透鏡效應,嚴重影響激光束的聚焦效果。
2、橋接性差,焊縫裝夾精度要求高。激光光斑直徑很小,熱作用區小,橋接能力很差,對焊縫接頭對準的平整度和精度要求很高。採用激光焊接時焊縫的縫隙寬度不能大於0.2mm,否則激光透過縫隙太多,能量損失很大。同時接頭兩側平整度太差時會發生焊接錯位,將嚴重影響焊接質量。
這一方面對激光接頭的准備提出了很高的要求,另一方面要求裝夾精確,對裝夾的技術要求高,這都增加了工藝要求和焊接成本。在工業適用化上的技術難度較大。
3、焊縫的硬度高,焊接熱裂紋傾向大。激光焊接時功率密度很大,熱作用區域很小,而熱輸入量小,所以焊接區域會產生很高的峰值溫度和溫度梯度,焊縫熔化金屬快速凝固收縮,這會帶來兩方面的影響:一是焊縫的硬度很高,有時可能大大高於母材,這在諸如船舶等特殊工業中的應用有所限制;二是對於某些金屬零件特別是經過深加工後存在高機械應力的金屬焊接後工件熱裂紋傾向大。
⑨ 激光-電弧復合焊接的原理是什麼
激光復合焊接技術中應用較多的是激光-電弧復合焊接技術,主要目的是有效的利用電弧能量,在較小的激光功率條件下獲得較大的熔深,同時提高激光焊接對接頭間隙的適應性,降低激光焊接的裝配精度,實現高效率、高質量的焊接過程。
例如,激光焊與TIG/MIG電弧組成的激光-TIG/MIG復合焊,可實現大熔深焊接,同時熱輸入比TIG/MIG電弧大為減小。激光與電弧聯合應用進行焊接有兩種方式。一是沿焊接方向,激光與電弧間距較大,前後串聯排布,兩者作為獨立的熱源作用於工件,主要是利用電弧熱源對焊縫進行預熱或後熱,達到提高激光吸收率、改善焊縫組織性能的目的。二是激光與電弧共同作用於熔池,焊接過程中,激光與電弧之間存在相互作用和能量的耦合,也就是我們通常所說的激光-電弧復合熱焊接。
單獨使用激光焊時,由於等離子體的吸收與工件反射,能量利用率低。母材處於固態時對激光的吸收率很低,而熔化後對激光的吸收率可高達50%~100%。激光與電弧復合焊接時,TIG或MIG電弧先將母材熔化,緊接著用激光照射熔融金屬,提高母材對激光的吸收率,可以有效利用電弧能量,降低激光功率。這就意味著可以減少激光設備的投資,降低生產成本。
⑩ 激光選區熔化時激光會不會產生等離子體
會的,但是有前提條件,在高功率密度焊接下,這時的金屬會很快蒸發電離並產生藍色等離子體。
如圖:
現在普片認為:等離子體會吸收,散射,反射激光能量,影響熔池深度,從而導致焊接效率降低。