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薄壁脉冲激光焊接用什么比较好

发布时间:2022-05-03 20:30:30

❶ 激光焊接机可以焊接哪些东西

硅钢片激光焊接机满足各行业精密焊接的需求,主要针对薄壁材料,精密零件的焊接,可实现点焊,对接焊,密封焊等。激光焊接机可应用于厨房用具,家用电器,精密机械,精密钣金制品,电梯等行业。
激光焊接机用于镀锌,硅钢片,熔点低的材料和硬质合金外,各种金属材料,铜,铝制成的工件也可加工,各种系列及厚度的不锈钢材质。产品主要应用于金属焊接,主要针对不锈钢,铁板材质等多种行业实现高质量焊接工艺。
非接触式的操作方法能够达到干净,环保的要求。采用激光焊接机加工工件能够提高工作效率,成品工件外观美观,焊缝小,焊接深度、焊接质量高。由软件编程来实现电源的各项控制功能。电源的响应速度快无硬件调整,产品一致性好,具有更高的可靠性,更小的体积,更强的干扰能力。
激光焊接机的行业应用涉及的行业有以下:
卫浴行业:水管接头,变径接头、三通、阀门、花洒的焊接。
眼镜行业:不锈钢、钛合金等材质的眼镜扣位、外框等位置的精密焊接。
五金行业:叶轮、水壶、把手等,复杂冲压件、铸造件的焊接。
汽车行业:发动机气缸垫、液压挺杆密封焊,火花塞焊接,滤清器焊接等。
医疗行业:医疗器具、医疗器械不锈钢密封件、结构件的焊接。
电子行业:固态继电器密封断焊,连接件接插件的焊接,手机、MP3等金属外壳及结构件的焊接。电机壳体及连线的焊接,光纤连接器接头等等。
家用五金、厨具卫浴、、不锈钢门把手、电子元件、传感器、钟表、精密机械、通信、工艺品等行业,汽车液压挺杆等强度较高行业的产品焊接。

❷ 如何选择合适的激光焊接机

1、光学特性:光斑大小(激光棒直径、光纤直径和类型、出射头参数)、焦面高度、景深、光斑位置、光斑入射角度;
2、控制特性:反馈控制方式、功率波形的选择。
激光焊接机的光学特性在打样时就可以确定,用户在最初试制产品时就可以直观的确定焊接效果,因此这里不再赘述,而是重点介绍影响激光焊接一致性的激光控制特性。
目前在市场上销售的激光焊接机从控制特性上主要分为两大类:电流负反馈和激光功率负反馈。
电流负反馈是控制激光泵浦氙灯电流使其每次保持氙灯电流恒定的一种控制方式。但是,激光输出功率与泵浦氙灯的电流并不是成线性正比关系,而且随着泵浦氙灯使用时间的延长,电光转换效率显著降低,就会使输出激光能量减小,从而影响焊接效果的一致性。
激光功率负反馈是在激光腔的输出端加一个光电检测器,将检测到的激光功率与所需的激光功率进行比较,进而控制氙灯泵浦电流大小的一种控制方式。
激光功率负反馈分为实时负反馈和非实时负反馈两种。实时负反馈就是在一个激光功率脉冲内将检测到的激光功率与所需的激光功率进行比较,进而控制氙灯泵浦电流大小的一种控制方式。非实时负反馈是将前一个脉冲检测到的激光功率波形与设定波形进行比较,然后确定下一个脉冲激光泵浦氙灯电流大小的控制方式。功率负反馈激光焊接机的组成框图如图2所示
与电流负反馈控制相比,采用激光功率负反馈,输出激光能量的控制精度可以大大提高,尤其适合于大批量生产当中。图3是联赢激光15W激光焊接机分别在电流负反馈和激光功率负反馈控制状态下激光输出能量的波动情况。
另外,采用激光功率负反馈控制的激光焊接机很容易实现激光功率的波形控制,实际上,对于不同的材料,采用不同的激光功率波形,可以使焊接效果更加精美,有时甚至采用传统方式焊接不了的材料也可以通过改变激光功率波形而得到比较好的焊接效果。图4是光通讯行业中的蝶形激光器焊接当中分别采用方波和编程波形时的焊接效果。
在选择激光功率波形时,一般来讲,在输出相同的激光能量的前提下,脉宽越宽,焊斑越大;激光功率波形峰值功率越高,焊斑越深。目前来没有一套完整的激光功率波形的设置方法,用户可在使用过程中逐步摸索,探寻适合自己产品的激光功率波形。
激光焊接机的选择,对批量加工成品率影响至关重要;因此,用户在条件许可的前提下,可尽量采用激光功率实时负反馈焊接机来提高产品的优良率。

❸ 激光焊接怎样选择正确的激光器

在选择激光焊接光源的时候要充分考虑焊接材料、接头几何形状、速度等因素。

随着激光焊接在制造业中的广泛应用,如何正确选择激光源是制造商需要面临的一个现实问题。目前市场上可选择的激光源有光纤、脉冲Nd:YAG、二极管、碟片还有CO2激光源(CW Nd:YAG激光源基本上已经被光纤和碟式激光器取代了,因此本文没有述及)。选择那一种激光源要充分考虑到各种因素,如焊接的材料、接头几何形状、焊接速度、形位公差、系统集成要求等,当然还要考虑预算。每一种激光源都有其特性,可以满足不同的焊接要求,当然在某些情况下也有可替代性。
◆ CO2激光器 CO2气体激光器,波长为10604nm,功率1~20千瓦,是一种非常成熟的激光器,而且是自上个世纪八十年以来一直是大功率加工的最主要激光源。
◆ 光纤激光器 这种高效的二极管泵浦激光器其实是一种小芯径硅基光纤。激光源出现在光纤内,因此不用进行校正,而且将小芯径光纤映射到聚焦镜上时,焦点尺寸最小可以达到10微米。这种紧凑型的激光器通常以两种配置出现:低功率焊接(小于300W)的单一模式;以及用于大功率焊接的多模式。
◆ 二极管激光器 单发光面器件功率的提高,新冷却通道技术的出现,加上可以将光束聚焦为直径小于1000微米光纤的微光学元件技术的发展,都推进了二极管作为焊接激光器的出现。
◆ 碟式激光器 扁平的Yd:YAG晶体薄盘置于CW激光器的中心——碟式激光器这种设计是为了避免出现棒状激光器的固有问题,而采用了0.01in厚的圆盘,另一面用冷却装置支撑。采用这种设计进行冷却可以使激光器功率达到10kW,同时可以保证光束质量。
◆ 脉冲Nd:YAG激光器 这种激光器采用单一的Nd:YAG激光棒,通过闪光灯激励产生焊接所使用的高峰值和低平均功率。比如,一个相对较低的功率,35W平均功率可以产生6kW的高峰值功率。这种高峰值功率和窄脉宽的结合不仅保证了材料焊接的质量,还为能量输入提供了有效的控制。 按熔深大小选择激光器
激光器的选择按照熔深大小可分为:小于0.01in、0.01~0.03in和大于0.03in。一般来说,可以选择多个激光源来完成焊接,但是出于对性能和预算的考虑,往往只能选择一到两个光源。当然,最后的决定可能还会受其他很多因素影响,比如样品质量、地理因素、售后服务、系统集成商的偏好等,当然可能还会受人缘关系影响。 ◆ 小于0.01in焊缝熔深
主要采用脉冲Nd:YAG激光器,其次是光纤激光器。在考虑部件装配、接头形状、材料和镀层等情况下,需要对整个焊接过程有更好的控制,脉冲Nd:YAG激光器则是最佳的选择。采用高峰值功率可以产生光点尺寸大于1000微米的焊接光束,在选择焊点尺寸时具有较大的灵活性,从而使焊接本身的工艺窗口最大化,同时保证在生产环境中必要的容差。
光纤激光器是该分类中唯一一种连续波激光,因为光纤激光器可以使光束聚焦后的光点尺寸小于25微米,这样就可以获得焊接所需要的高功率密度。为了保证在微加工领域的价格竞争力,光纤激光器功率一般不超过200W,这样也就限制了其最大的光点尺寸,无法提供足够的功率密度,一般焊点尺寸不超过75微米。这是光纤激光器一个最大的限制,这样在实际生产中,按配合公差和叠加公差来调节接头/部件时,往往无法保证±15毫米的误差范围。
光纤激光器主要用于为了保证稳定性对焊点要求很高的厚度较薄材料的搭焊中。光纤激光器采用焦距为150mm的镜头可以产生直径小于25微米的光点,这样给加工带来了足够的操作空间。光纤激光器采用搭焊焊接可以以较高的速度获得熔深达到0.01in甚至高于0.01in的焊缝;200W单模式光纤激光器在高达50in/s速度下可以获得0.004in的熔深。
相比较来说,脉冲Nd:YAG激光器除了薄箔片焊接外在这个区间可以满足所有的应用。该激光器的光点尺寸、脉冲宽度以及峰值功率范围都较大,因此在经过调节和优化后几乎可以满足各种焊接需求。 ◆ 0.01~0.03in焊缝熔深
上面所说的脉冲Nd:YAG激光器和光纤激光器的应用分类在这里依然有效,但是范围较窄。脉冲Nd:YAG激光器用于大多数的点焊加工,而采用约500W功率且光点直径为0.01微米的光纤激光器可以用于低容差的对接焊和角焊中。脉冲Nd:YAG激光器的性价比相对较高,500W和25W功率的激光器可以在不同焊接速度下带来不同的焊缝熔深;峰值功率可以保证熔深性能而平均功率可以保证缝焊的焊接速度。
功率在500~800W之间的二极管激光器可以焊接容差较大的部件,速度一般要比光纤和碟式激光器慢,但是较大的容差可以弥补这一不足。 ◆ 焊缝熔深大于0.03in
所有的激光器都适用于此范围。脉冲Nd:YAG激光器可以达到的熔深约为0.05in,而其他类型的激光器可以达到0.25in,有些甚至超过0.5in。一般来说,该范围内脉冲Nd:YAG激光器所适用的焊接部件都比较小,如采用缝焊的压力传感器等元件。除此之外,在速度和熔深方面,汽车行业基本涵盖了几乎所有的应用范围,光纤、CO2、碟式和二极管激光器都可以选择使用。
寻求平衡
这些激光源最主要的区别是光束质量、亮度和波长。光束质量指的是激光的可聚焦性,亮度指被聚焦光束内的功率密度。举例来说,CO2激光器和光纤激光器的光束质量差不多,这样如果其他参数都一样的话,它们可以聚焦成为直径相同的光点。光纤激光源的波长是CO2光源波长的十分之一,因此光纤激光源可以产生的光点直径就是CO2光源的十分之一;而光纤激光源的光束质量和亮度则更好。
在激光焊接中,熔深和速度是与光束质量和亮度成正比的,而焊接稳定性和容差与光束质量和亮度却没有那么直接的关系。因此,焊接性能和质量以及工艺窗口的宽度之间必须寻求一种平衡。需要知道的是,为了满足实际需求,可以将光束的质量调低,但是无法将较差的光束变好。

在0.25in熔深时,以上几种激光器的焊接速度非常接近;光纤和碟式要比CO2速度快,而二极管要慢于CO2。采用较高功率激光器进行焊接通常需要两班倒的方式,这意味着选择哪一种激光器还与采购激光器的成本有关。虽然CO2激光器拥有大量的用户,而且他们对这种技术也非常熟悉,不过与光纤、碟式和二极管激光器相比,CO2激光器单次焊接的成本要高很多。
激光焊接在熔深需求超过0.25in的焊接应用中与等离子和弧焊相比要更有优势,可以大大减少热变形。热变形的减少可以维持部件的几何形状,这样就不必再对部件几何外形进行重新处理。部件配合在这种厚度下可能会带来问题,可以采用填丝或将激光焊与等离子焊及弧焊相结合的工艺流程。 结论
激光焊接的激光源有很多种,每一种都有其特性,适用于不同的需求。用户要充分了解哪一种激光源最能满足他们的焊接需求,这点非常重要。如果需要焊接系统的话,最好的办法就是与系统供应商合作,他们可以决定最佳的激光器。
此外,还可以与不同的激光器制造商接触,将焊接样品寄给他们,通过这种途径来决定最佳的解决方案。在选择激光器的时候,记住焊接需要在熔深、速度、稳定性、生产部件容纳性以及容差方面做到均衡。
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❹ 激光焊接有哪几种焊接种类

激光焊接机是一种新型的焊接方式,主要针对薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等,深宽比高,焊缝宽度小,热影响区小、变形小,焊接速度快,焊缝平整、美观,焊后无需处理或只需简单处理,焊缝质量高,无气孔,可精确控制,聚焦光点小,定位精度高,易实现自动化。激光焊接机的主要种类如下:
1.脉冲激光焊:激光焊接机的脉冲激光焊方法主要用于单点固定连续和簿件材料的焊接,焊接时形成一个个圆形焊点。
2.等离子弧焊:这种激光焊接机焊接方法与氩弧类似,但其焊炬会产生压缩电弧,以提高弧温和能量密度,它比氩弧焊速度快、熔深大,但又略逊于激光焊。
3.连续激光焊:这种焊接方法主要用于大厚件的焊接和切割,焊接过程中形成一条连续焊缝。就一般而言,焊接材料的选择、激光焊接机品牌的选择、加工工作台的选择,是影响激光焊接效果的主要因素。
4.电子束焊:它是靠一束加速高能密度电子流撞击工件,在工件表面很小密积内产生巨大的热,形成小孔效应,从而实施深熔焊接。电子束焊的主要缺点是需要高真空环境以防止电子散射,设备复杂,焊件尺寸和形状受到真空室的限制,对焊件装配质量要求严格,非真空电子束焊也可实施,但由于电子散射而聚焦不好影响效果。

❺ 什么样的激光焊接机焊接效率高

当下的激光焊接机市场品牌竞争激烈,而由于激光焊接机的特殊性,很多品牌没有掌握专业的核心技术,所以产品性能和用户体验也不是很好。除了品牌知名度较高之外,产品性能也无法与专业的生产企业相提并论。
所以通过对市场的综合了解及自身的行业技术,为大家推荐一款我国激光设备行业中品牌知名度及专业性较高的一款产品作为参考--多维激光焊接机。
多维激光焊接机
多维激光焊接机隶属于济南多维光电设备有限公司,公司坐落于我国泉城之都--山东济南,专业致力于激光设备的研发、生产及销售,可提供一站式的激光设备解决方案,是我国激光设备行业中较少自主研发的企业之一,旗下多维激光焊接机就是其中之一。
多维激光焊接机采用新一代光纤激光器,配置自主研发的焊接头,填补激光设备行业手持式焊接的空白。具有操作简单、焊缝美观、焊接速度快、无耗材的优势。在薄不锈钢板、铁板、镀锌板等金属材料方面焊接,可完美取代传统氩弧焊、电焊等工艺。 该机在汽车、通用机械、金属结构、航空、航天、机车车辆、造船、家用五金电器等行业得到越来越广泛的使用。

❻ 激光焊接薄板用什么接法

不锈钢薄板由于其导热系数很小,大约只有普通低碳钢的三分之一,约束度较小,所以在焊接过程中一旦局部受到加热和冷却的作用,就会形成不均匀的应力与应变,焊缝的纵向收缩对不锈钢薄板的外缘产生一定压力,一旦压力过大就会造成工件的波浪式变形,不但影响美观还会波及到工件的质量,除此之外还会出现过烧、烧穿的问题。

光纤激光焊接机的出现就很好的解决了这一难题,它将激光光束传输至光纤,经过一系列的处理之后在实施焊接的一种方法,能实现脉冲与连续的焊接,解决了不锈钢薄板焊接过程中容易出现的变形以及焊缝美观等各类问题。这种设备配置了高智能的摄像监视系统,操作起来更方便精确,对各种复杂的焊缝还能够进行非接触焊接,而且可以实现自动化生产,这在激光焊接技术上是一大突破。

❼ 激光焊用什么焊条

模具钢
激光焊接机可适用于S136,SKD-11,NAK80,8407,718,738,H13,P20,W302,2344等型号的模具钢焊接,且焊接效果较好。
2、碳钢
碳钢采用激光焊接机进行焊接,效果良好,其焊接质量的好坏取决于杂质含量。为了获得良好的焊接质量,碳含量超过0.25%时需要预热。当不同含碳量的钢相互焊接时,焊炬可稍偏向低碳材料一边,以确保接头质量。由于激光焊接机焊接时的加热速度和冷却速度非常快,所以在焊接碳素钢时。随着含碳量的增加,焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接,但需要进行预热和焊后处理,以消除应力,避免裂纹产生。
3、合金钢
低合金高强度钢的激光焊接,只要所选择的焊接参数适当,就可以得到与母材力学性能相当的接头。
4、不锈钢
一般的情况下,不锈钢的焊接比常规的焊接更易于获得优质接头。由于激光焊接高的焊接速度和热影响区很小,减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响,焊缝无气孔、夹杂等缺陷。与碳钢相比,不锈钢由于具有低的热导系数、高的能量吸收率和熔化效率更容易获得深熔窄焊缝。用小功率激光焊焊接薄板,可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。
5、铜及铜合金
焊接铜和铜合金易产生未熔合与未焊透的问题,因此应采用能量集中、大功率的热源并配合预热措施;在工件厚度较薄或结构刚度较小,无防止变形措施时,焊后很容易产生较大的变形,而当焊接接头受到较大的刚性约束时,易产生焊接应力;焊接铜及铜合金时还易产生热裂纹;气孔是铜及铜合金焊接时的常见缺陷。
6、铝及铝合金
铝及铝合金是高反射性材料,铝及其合金焊接时,随着温度的升高,氢在铝中的溶解度急剧增大,溶解的氢成为焊缝的缺陷源,焊缝中多存在气孔,而深熔焊时根部可能出现空洞,焊道成形较差。
金属材料的特性决定了焊接的工艺。下面分析以下几点金属激光焊接的注意事项:
1、金属材料的冷却速度快,这是因为金属里面的含碳量所决定的,它对金属材料的脆化、微裂纹及疲劳强度等有影响。
2、在焊接过程中,金属合金中的高挥发合金元素从熔池里挥发出来,会导致气孔的产生,还可能会产生咬边现象。
3、在焊接碳钢材料时,材料的含碳量应低于2%,当含碳量高过3%时,激光焊接的难度就会增加,冷裂纹倾向加大,增加材料在疲劳和底纹条件下的脆断倾向,接头设计中考虑焊缝的一定收缩量,有利于降低焊缝和热影响区残余应力和裂纹倾向。
4、当激光焊接机碳含量高过3%的金属和碳含量低于3%金属时,可采用偏执焊缝的形式这样有利于限制马氏体的转变,可以消除应力,减少裂纹的产生,既可以减少淬火速率还能减少裂纹倾向。
5、无论是脉冲激光焊接还是连续激光焊接,一般脉冲激光焊接机可以减少热输入量,还能减少热裂纹的产生和工件的变形。


激光焊接
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工...

❽ 激光焊接原理 激光焊接设备有哪些十大

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

❾ 激光焊接技术的优缺点

(1)焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内。
(2)焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。
(3)最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件,生产线上不适合使用激光焊接。
(4)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变。
(5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。
(6)能量转换效率太低,通常低于10%。
(7)焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。
(8)设备昂贵。
为了消除或减少激光焊接的缺陷,更好地应用这一优秀的焊接方法,提出了一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺,主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等。此外还提出了各种辅助工艺措施,如激光填丝焊(可细分为冷丝焊和热丝焊)、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等。
(1)功率密度。 功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在10^4~10^6W/CM^2。
(2)激光脉冲波形。 激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。
(3)激光脉冲宽度。 脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。
(4)离焦量对焊接质量的影响。 激光焊接通常需要一定的离做文章一,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,激光加热50~200us材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。

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