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激光焊接方向是什麼

發布時間:2023-08-01 08:14:35

⑴ 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。

⑵ 激光復合焊接的技術要領

一,概述

激光(Laser)是利用輻射激發光放大原理而產生一種單色、方向性強、光亮度大的光束經透射或反射鏡聚焦後獲得高密度功率的能束。它可用於焊接、切割和材料表面處理的熱源。激光焊(LW)是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密的焊接方法。按照激光發生器工作性質的不同激光分為固體、液體、氣體、半導體等激光;按照激光對工件的作用和激光器輸出能量的不同激光焊可分為連續激光焊和脈沖激光焊;按照激光聚焦後光斑作用在工件上的功率密度激光焊可分為傳熱焊(熔透焊)和深熔焊(鎖孔焊、穿孔焊、小孔焊)。

激光焊機主要由激光器(核心部分,目前主要是YAG固體激光器和CO2氣體激光器)、光束傳輸和聚焦系統、焊炬、工作台、電源和控制裝置、氣源、水源、操作盤數控裝置等組成。目前常見激光焊機的型號有:HH200~500、XHY-LF200~3000、NJH-30、JKg、DH-WM01、GD-10-1等等。主要應用在航空、電子議表、機械、汽車、醫療、食品、核能等領域。

激光焊有其顯著的優點:具有很高功率密度(10³W/cm²),可小孔焊和高速焊;激光能發射、透射,能通過光纖、棱鏡等光學方法彎曲傳輸、偏轉、聚焦,特別適於微型另件、難以接近的部位或遠距離的焊接;一台激光器可供多個工作台進行不同的工作(焊接、切割、合金化、熱處理等);激光可穿過玻璃等透明物體,適於在玻璃製成的密封容器內焊接鈹合金等劇毒材料;激光不受電磁場影響,沒有X射線;激光在大氣中損耗不大,也不需要真空保護;除了能焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、硅鋼、鋁、鈦等有色金屬,在一定條件下,銅-鎳、鎳-鈦、銅-鈦、鈦-鉬、黃銅-銅、低碳鋼-銅、不銹鋼-銅等異種金屬材料可進行激光焊,也可以焊接金屬與陶瓷、玻璃、復合材料等非金屬,對於高熔點金屬、非金屬材料(陶瓷、有機玻璃等)、對熱輸入敏感的材料進行激光焊,焊後無需熱處理。激光焊沒有得到廣泛應用主要是:價格太貴;對焊件加工、組裝、定位要求高;光能轉換率低(10~20%)。

二,激光復合焊介紹

為了擴大激光焊的應用范圍、提高激光焊的質量、增加焊件厚度以及避免單純激光焊的局限性,便出現了新的焊接工藝:激光復合焊,這里要注意激光復焊的優點不單單是兩種焊接方法的疊加!特別是能量的利用率遠遠大於兩種熱源的簡單相加。激光復合焊的優點在於:能量利用率提高,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提高到50~100%;熔深增加很多,在電弧的作用下,母材熔化形成熔池,而激光又作用在電弧形成的底部,加上液態金屬對激光束的吸收率高,因此激光復合焊要比單純激光焊熔深要大;電弧很穩定,比如單獨用TIG或MIG焊接時,焊接電弧有時不穩定特別是在小電流情況下,當焊接速度提高到一定值時會引起電弧漂移,而採用激光復合焊時,激光產生的等離子體有助於穩定電弧;提高激光焊接時對接接頭間隙的適應性,降低激光焊的裝配精度從而實現高效率。

1,激光焊的工藝參數,脈沖激光焊有四個主要參數:脈沖能量、脈沖寬度、功率密度和離焦量;連續激光焊的參數主要有:激光功率、焊接速度、光斑直徑、離焦量、保護氣體的種類和流量等;雙光束激光焊的參數有:光束排布方式、間距、兩光束角度、聚焦位置、兩光束的能量比等。激光復合焊種類有:激光-電弧復合焊、激光-高頻焊、激光-壓焊、激光-釺焊等;其中激光-電弧焊最為常見,如激光-氬弧焊(TIG)、激光-氣保焊(MIG)等。按照激光與電弧的相對位置不同有:同軸復合式、交叉復合式、偏離復合式。

2,應用在大厚板深熔焊接,由於單純激光焊嚴格的裝配要求和大功率激光器成本高限制了厚板焊接。採用激光-電弧復合焊可進行厚板深熔焊接,並且提高對焊接坡口的制備、光束對中性和接頭裝配間隙的適應性。在造船業得到很好的應用,對於低合金高強度鋼可不預熱焊接,用激光-電弧復合焊單道焊熔深可達15mm,雙道焊熔深達30mm焊接變形量僅為雙絲焊的1/10,焊接厚度16mm的T形接頭焊接速度可達3m/min。

3,應用在鋁合金的激光焊接,激光焊接鋁合金存在反射率大,易產生氣孔、裂紋、成分變化等問題。採用激光-電弧復合焊,由於電弧的作用,激光束能夠直接照射到液態熔池表面,增大吸收率,提高熔深。採用交流TIG或直流反接,可在激光焊前面清理氧化膜,同時電弧形成的熔池在激光束前方移動,增大熔池與固態金屬之間的潤濕性,防止咬邊。

4,應用在搭接接頭,搭接焊縫廣泛應用於汽車的框架和底板結構中,目前汽車殼體焊接中很多都採用了鍍鋅鋼板搭接焊和鋁板焊接。採用激光-電弧復合焊可以減小焊接部件的變形量、消除下凹、咬邊等缺陷,並大大提高焊接速度。比如:採用10kW的CO2激光與MIG電弧復合熱源焊接低碳鋼板的搭接接頭,可實現間隙為0.5~1.5mm的搭接焊,熔深可達地板厚度的40%。又如:採用2.7kW的YAG激光-MIG電弧復合高速焊接的鋁合金搭接接頭,焊接速度可達8m/min。

5,應用在薄板高速焊上,激光高速焊接薄板的主要問題是焊縫成形連續性差,焊道表面易出現隆起等缺陷。採用等離子弧輔助YAG或CO2激光進行薄板(0.14mm)復合焊接,焊接速度為單獨激光焊提高1倍,即使焊接速度達到100m/min電弧也很穩定,可獲得較寬的焊道和光滑的焊縫表面。

三,焊後處理

一般地講激光焊焊後不處理,但對於像馬氏體、鐵素體不銹鋼等有淬火傾響的材料要進行焊後熱處理。

⑶ 激光焊接技術是如何焊接的

激光焊接技術是激光加工技術中的重要部分,它是一種高能束的熱傳導性技術。與傳統的焊接工藝相比,激光焊接技術更加快捷方便,同時焊接的質量和穩定性更高,工件產生變形的可能也小,因此被大量投入工業生產。
激光焊接技術主要是利用拋物鏡或者凸透鏡匯集周圍的熱量,這時的激光就是一個高溫度的熱源,將其應用於工件接縫的表面,能夠起到焊接的作用。根據工件的不同,激光焊接的方式也有所不同,常用的激光焊接方式是傳導焊接和小孔焊接兩種。
在航天航空工業中,經常會利用激光焊接技術來進行工件的修復;在汽車製造領域,激光焊接技術被廣泛應用於散熱器、傳動軸等零部件的製造中。隨著激光加工技術的不斷發展,激光焊接技術的應用領域必然還會擴大。
2.3 攪拌摩擦焊接技術
攪拌摩擦焊接技術,顧名思義就是利用摩擦力產生的熱量進行焊接,這就決定了它的使用范圍,即低熔點的金屬焊接。這種焊接技術的自動化水平更高,接頭的質量和穩定性更好,並且節能低碳。
在進行攪拌摩擦焊接過程中,會將一個攪拌針插進焊縫中,利用摩擦力對金屬進行加熱,讓其呈現一種塑性狀態,同時金屬會形成旋轉的空洞,隨著攪拌針的不斷前移,旋轉空洞和塑
62形金屬各自向相反的方向移動,金屬在冷卻之後,焊接的縫隙密度會更高。
攪拌焊接技術主要用於造船業、航空航天業、建築業、交通工具等領域。在造船業中,它主要被用來焊接甲板上、船頭上的部件;在航空航天業中,飛機的機身、油箱都會用到它;而交通工具領域,火車、高速列車等的車身、交換器等都要用攪拌摩擦焊旱季技術。
2.4 電渣焊接技術
電渣焊接技術是一種利用電阻熱進行焊接的技術。它能夠一次性焊接鋼材、鐵基金屬等質地較厚的工件,同時生產成本也較低,焊接質量較高。
電渣焊接技術依據的原理是:把電熱組作為一種熱源,用來熔化金屬和木材,之後冷卻凝固,使各金屬原子之間相互連接。常用的電渣焊技術主要有熔嘴、非熔嘴電渣焊技術,絲極電渣焊技術,板級電渣焊技術等。
電渣焊技術主要被應用於一些特殊的地方或行業,比如鐵路各個站點的焊接;鼓風爐殼等厚壁容器的焊接等等。
2.5 等離子弧焊接技術
等離子弧焊接技術是一種基於等離子弧切割工業的新型焊接技術。它是一種較為及其精密的焊接技術。
等離子弧焊接技術准確地說應該是「壓縮電弧焊接」,它是焊炬將整個電弧進行最大限度的壓縮,促使其中的等離子效應加劇,之後電弧就變成了一個具有穩定性、單向性的強大射流熱源,溫度高達 16000K~33000K,然後可以直接進行金屬的焊接。通常企業較為常用的等離子弧主要是轉移型的和非轉移型兩種。

⑷ 激光焊接的原理是什麼

激光焊接原理 x0dx0a 激光焊接可以採用連續或脈沖激光束加以實現,激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接。功率密度小於104~105 W/cm2為熱傳導焊,此時熔深淺、焊接速度慢;功率密度大於105~107 W/cm2時,金屬表面受熱作用下凹成「孔穴」,形成深熔焊,具有焊接速度快、深寬比大的特點。 x0dx0a其中熱傳導型激光焊接原理為:激光輻射加熱待加工表面,表面熱量通過熱傳導向內部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等激光參數,使工件熔化,形成特定的熔池。 x0dx0a用於齒輪焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接機主要涉及激光深熔焊接。下面重點介紹激光深熔焊接的原理。 x0dx0ax0dx0a 激光深熔焊接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。在足夠高的功率密度激光照射下,材料產生蒸發並形成小孔。這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體,幾乎吸收全部的入射光束能量,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,小孔四壁包圍著熔融金屬,液態金屬四周包圍著固體材料(而在大多數常規焊接過程和激光傳導焊接中,能量首先沉積於工件表面,然後靠傳遞輸送到內部)。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持並保持著動態平衡。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。就是說,小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導光束前進速度向前移動,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。上述過程的所有這一切發生得如此快,使焊接速度很容易達到每分鍾數米。

⑸ 激光焊機主要應用於哪些行業主要有哪些

激光焊接機是一種應用在焊接領域中的一種機器,是激光材料加工技術應用的重要方面之一,根據其工作方式可分為激光模具及焊接機、自動激光焊接機、激光點焊機、光纖激光焊接機等,那麼激光焊接機可以在哪些行業應用呢?這里就為大家介紹了激光焊接機的四大應用行業。
製造業應用
激光焊接機在國內外汽車製造中的應用廣泛。曾經在日本以CO2激光焊機替代了閃光對焊的進行鋼制業軋鋼卷材的連接,在超薄板焊接的研究中,比如板厚100微米以下的箔片,沒有辦法熔焊,但通過有特殊輸出功率波形的YAG激光焊得以瞎敬咐成功,顯示了激光焊的廣闊前途。
粉末冶金領域
科學技術不斷發展,許多工業技術對材料都有特殊的要求,傳統技術製造的材料已不能滿足要求了。激光焊接機進入粉末冶金材料加工領域,為粉末冶金材料的應用帶來了新的發展前景,比如採用粉末冶金材料連接中常用的釺焊的方法焊接金剛石,因為結合強度低,熱影響區寬尤其是無法適應高溫及強度要求高而引起釺料熔化脫落,採用激光焊接機能夠提高焊接強度以及耐高溫性能。
電子工業
激光焊接機在電子工業中,得到了廣泛的應用。因為激光焊接熱影響區小,加熱集中迅速、熱應力低,因而正在集成電路和半導體器件殼體的封裝中,顯示出獨特的優越性,在真空器件研製中,激光焊接也得到了應用。感測器或溫控器中的彈性薄壁波紋片厚度在0.05-0.1mm,採用傳統焊接方法很難解決,TIG焊容易焊稿源穿,等離子穩定性不好,影響因素多而採用激光焊接效果很好,受到廣泛的應用。
汽車工業
而今激光焊接機生產線已大規模出現在汽車製造業,成為汽車製造業突出的成就之一。很多汽車製造廠採用了激光焊接和切割工藝。高強鋼激光焊接裝配件因其優良性能在汽車車身製造中使用得越來越多。因為汽車工業批量大、自動化程度高,激光焊接設磨純備將向大功率、多路式方向發展。

⑹ 激光焊接,什麼是激光焊接



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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。激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一。20世紀70年代主要用於焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過程屬熱傳導型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導向內部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數,使工件熔化,形成特定的熔池。由於其獨特的優點,已成功應用於微、小型零件的精密焊接中。

中國的激光焊接處於世界先進水平,具備了使用激光成形超過12平方米的復雜鈦合金構件的技術和能力,並投入多個國產航空科研項目的原型和產品製造中。

技術原理

激光焊接可以採用連續或脈沖激光束加以實現,激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接。功率密度小於104~105 W/cm2為熱傳導焊,此時熔深淺、焊接速度慢;功率密度大於105~107 W/cm2時,金屬表面受熱作用下凹成「孔穴」,形成深熔焊,具有焊接速度快、深寬比大的特點。 
其中熱傳導型激光焊接原理為:激光輻射加熱待加工表面,表面熱量通過熱傳導向內部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰功率和重復頻率等激光參數,使工件熔化,形成特定的熔池。

⑺ 激光焊接的發展前途怎麼樣

模具設計要看你設計的是什麼行業的了,比如IT件模具 還是 汽車模具 等等,
激光焊接 有脈沖和連續的 脈沖的沒什麼好搞的 沒什麼太多技術含量,連續激光器更有技術含量。
當然,不論做哪個都要做的專、做的精才有前途

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