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发表于 2009-7-19 09:37:45
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激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,又常称为激光焊机、镭射焊机,按其工作方式常可分为激光模具烧焊机(手动焊接机)、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机,光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。
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7 U. \4 `5 T! A# _1 _, \$ S; X6 f) P一、激光焊接的主要特性。; ~1 k- k9 U& r x3 @
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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。
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2 m3 `5 ~! u- I3 n4 k高功率CO2及高功率YAG激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接,在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。: s# O6 K; r' s N1 W, c/ Z
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与其它焊接技术相比,激光焊接的主要优点是:
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1、速度快、深度大、变形小。' j) D; n* x2 z' S
9 Y& \0 u. U+ ^; J3 h k+ W2、能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
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/ K* `: U7 Q1 S9 I2 m3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。
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( L- L- P0 Y7 }5 S' W4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,最高可达10:1。. ^8 p5 F/ t4 y3 y' t
/ A1 i" O0 W6 i: e+ W5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精确定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
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6、可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。尤其是近几年来,在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。' C8 H9 S" m/ c3 q$ L
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7、激光束易实现光束按时间与空间分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。
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9 |5 B n/ x* M7 ]% P7 k但是,激光焊接也存在着一定的局限性:
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1、要求焊件装配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小,焊缝窄,为加填充金属材料。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求,很容易造成焊接缺憾。0 ^* _7 K5 Q0 J, o4 G' ]
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2、激光器及其相关系统的成本较高,一次性投资较大。
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二、激光焊接热传导。9 T. w; E6 [/ }, L
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激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,使金属熔化形成焊接。在激光与金属的相互作用过程中,金属熔化仅为其中一种物理现象。有时光能并非主要转化为金属熔化,而以其它形式表现出来,如汽化、等离子体形成等。然而,要实现良好的熔融焊接,必须使金属熔化成 |
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