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激光焊接技术
2012-11-21 点击次数:

    激光焊接就是以激光为热源进行的焊接。激光经过透镜聚焦后焦斑半径极小,因此其功率密度极大,可达到105—108W/cm2,而电弧焊接的功率密度一般为103—104W/cm2。激光如此高的功率密度在焊接时可使材料迅速升温、熔化形成熔池,之后迅速冷却形成焊缝。

    激光焊接有两种基本方式:热导焊与深熔焊。激光功率密度较小时,光束作用于材料表面,通过激光的加热在作用区形成密闭的熔池,这种焊接方式即为激光热导焊。功率密度较高时,材料表面形成熔池后由于激光高的功率密度,光束会剧烈的汽化作用点熔池,汽化产生的反冲力会在熔池表面形成深熔小孔,小孔的深度由激光的功率、材料本身性质及焊接工艺等因素决定,这种方式即为激光深熔焊,在工业生产中应用较广。这两种方式的区别在于:前者熔池表面保持封闭,熔深较小;而后者熔池形成深熔小孔,可得到较大的熔深。

    激光焊接的工艺特点:

    激光深熔焊接过程中,由于材料的瞬时汽化而形成深熔小孔,随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝,其焊缝形状深而窄,即具有较大的熔深熔宽比。相对于传统焊接方法,具体优势表现在:

    1. 功率密度高。高功率激光束经聚焦后的功率密度可达到105—108W/cm2,能焊接高熔点、高热导率的材料以及物理性质差异较大的异种材料,且焊接速度快。

    2. 焊接质量高。激光焊接时通过小孔效应, 获得的焊缝深宽比大,且焊缝的组织致密、强度高。

    3. 热影响区和变形都很小。激光焊接加热及冷却速度极高,其结晶速度比一般熔焊高几十倍,热影响区及材料形变都很小。

    4. 激光焊接是无接触加工,加工过程中没有工具损耗和工具调换等问题。

    5. 激光焊接系统具有高的柔性。激光束易于导向、聚焦, 实现各方向变换,部分激光可通过光纤传导与机器人联合组成焊接系统。


 
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