激光焊接原理讲解
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展微小区域的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以到达焊接的目的。
一、激光焊接的主要特性。
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外表，外表热量通过热传导向部扩散，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、小型零件的精细焊接中。
高功率CO2与高功率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根底的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。
与其它焊接技术相比，激光焊接的主要优点是：
1、速度快、深度大、变形小。
2、能在室温或特殊条件下进展焊接，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、空气与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展焊接。
3、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。
4、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。
5、可进展微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能准确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
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。
7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进展多光束同时加工与多工位加工，为更精细的焊接提供了条件。
但是，激光焊接也存在着一定的局限性：
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。假设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。
2、激光器与其相关系统的本钱较高，一次性投资较大。
二、激光焊接热传导。
激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属外表，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，必须使金属熔化成为能量转换的主要形式。为此，必须了解激光与金属相互作用中所产生的各种物理现象以与这些物理现象与激光参数的关系，从而通过控制激光参数，使激光能量绝大局部转化为金属熔化的能量，到达焊接的目的。
三、激光焊接的工艺参数。
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，在微秒时间围，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，表层温度到达沸点需要经历数毫秒，在表层汽化前，底层到达熔点，易形成良好的熔融焊接。因此，在传导型激光焊接中，功率密度在围在104~106W/CM2。
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外表，金属外表将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随外表温度变化。在一个激光脉冲作用期间，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与体积的关键参数。
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，当正负离做文章一相等时，所对应平面上功率密度近似一样，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。实验说明，激光加热50~200us材料开场熔化，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，材料部功率密度比外表还高，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。
四、激光焊接工艺方法。
1、片与片间的焊接。
包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。
2、丝与丝的焊接。
包括丝与丝对焊、穿插焊、平行搭接焊、T型焊等4种工艺方法。
3、金属丝与块状元件的焊接。
采用激光焊接可以成功的实现金属丝与块状元件的连接，块状元件的尺寸可以任意。在焊接中应注意丝状元件的几何尺寸。
4、不同金属的焊接。
焊接不同类型的金属要解决可焊性与可焊参数围。不同材料之间的激光焊接只有某些特定的材料组合才有可能。
五、激光钎焊。
有些元件的连接不宜采用激光熔焊，但可利用激光作为热源，施行软钎焊与硬钎焊，同样具有激光熔焊的优点。采用钎焊的方式有多种，其中，激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接，尤其实用于片状元件组装技术。采用激光软钎焊与其它方式相比有以下优点：
、由于是局部加热，元件不易产生热损伤，热影响区小，因此可在热敏元件附近施行软钎焊。
2、用非接触加热，熔化带宽，不需要任何辅助工具，可在双面印刷电路板上双面元件装备后加工。
3、重复操作稳定性好。焊剂对焊接工具污染小，且激光照射时间和输出功率易于控制，激光钎焊成品率高。
4、激光束易于实现分光，可用半透镜、反射镜、棱镜、扫描镜等光学元件进展时间与空间分割，能实现多点同时对称焊。
5、激光钎焊多用波长 1.06um的激光作为热源，可用光纤传输，因此可在常规方式不易焊接的部位进展加工，灵活性好。
6、聚焦性好，易于实现多工位装置的自动化。
六、激光深熔焊。
1、冶金过程与工艺理论。
激光深熔焊冶金物理过程与电子束焊极为相似，即能量转换机制是通过“小孔〞结构来完成的。在足够高的功率密度光束照射下，材料产生蒸发形成小孔。这个充满蒸汽的小孔犹如一个黑体，几乎全部吸收入射光线的能量，孔腔平衡温度达25000度左右。热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔的金属熔化。小孔充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周即围着固体材料。孔壁外液体流动和壁层外表力与孔腔连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属填充着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。
2、影响因素。
对激光深熔焊产生影响的因素包括：激光功率，激光束直径，材料吸收率，焊接速度，保护气体，透镜焦长，焦点位置，激光束位置，焊接起始和终止点的激光功率渐升、渐降控制。
3、激光深熔焊的特征与优点。
特征：〔1〕高的深宽比。因为熔融金属围着圆柱形高温蒸汽腔体形成并延伸向工件，焊缝就变得深而窄。〔2〕最小热输入。因为源腔温度很高，熔化过程发生得极快，输入工件热量极低，热变形和热影响区很小。〔3〕高致密性。因为充满高温蒸汽的小孔有利于熔接熔池搅拌和气体逸出，导致生成无气孔熔透焊接。焊后高的冷却速度又易使焊缝组织微细化。〔4〕强固焊缝。〔5〕准确控制。〔6〕非接触，大气焊接过程。
优点：〔1〕由于聚焦激光束比常规方法具有高得多的功率密度，导致焊接速度快，热影响区和变形都较小，还可以焊接钛、石英等难焊材料。〔2〕因为光束容易传输和控制，又不需要经常更换焊炬、喷嘴，显著减少停机辅助时间，所以有荷系数和生产效率都高。〔3〕由于纯化作用和高的冷却速度，焊缝强，综合性能高。〔4〕由于平衡热输入低，加工精度高，可减少再加工费用。另外，激光焊接的动转费用也比拟低，可以降低生产本钱。〔5〕容易实现自动化，对光束强度与精细定位能进展有效的控制。
4、激光深熔焊设备。
激光深熔焊通常选用连续波CO2激光器，这类激光器能维持足够高的输出功率，产生“小孔〞效应，熔透整个工件截面，形成强韧的焊接接头。
就激光器本身而言，它只是一个能产生可作为热源、方向性好的平行光束的装置。如果把它导向和有效处理后射向工件，其输入功率就具有强的相容性，使之能更好的适应自动化过程。
为了有效实施焊接，激光器和其他一些必要的光学、机械以与控制部件一起共同组成一个大的焊接系统。这个系统包括激光器、光束传输组件、工件的装卸和移动装置，还有控制装置。这个系统可以是仅由操作者简单地手工搬运和固定工件，也可以是包括工件能自动的装、卸、固定、焊接、检验。这个系统的设计和实施的总要可获得满意的焊接质量和高的生产效率。
七、钢铁材料的激光焊接。
1、碳钢与普通合金钢的激光焊接。
总的说，碳钢激光焊接效果良好，其焊接质量取决于杂质含量。就象其它焊接工艺一样，硫和磷是产生焊接裂纹的敏感因素。
为了获得满意的焊接质量，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。
低碳沸腾钢由于硫、磷的含量高，并不适合激光焊接。低碳镇静钢由于低的杂质含量，焊接效果就很好。
中、高碳钢和普通合金钢都可以进展良好的激光焊接，但需要预热和焊后处理，以消除应力，防止裂纹形成。
2、不锈钢的激光焊接。
一般的情况下，不锈钢激光焊接比常规焊接更易于获得优质接头。由于高的焊接速度热影响区很小，敏化不成为重要问题。与碳钢相比，不锈钢低的热导系数更易于获得深熔窄焊缝。
3、不同金属之间的激光焊接。
激光焊接极高的冷却速度和很小的热影响区，为许多不同金属焊接融化后有不同结构的材料相容创造了有利条件。现已证明以下金属可以顺利进展激光深熔焊接：不锈钢~低碳钢，416不锈钢~310不锈钢，347不锈钢~HASTALLY镍合金，镍电极~冷锻钢，不同镍含量的双金属带。
激光焊接技术原理：激光焊接是把能量密度很高的激光束照射到工件上，使工件受热熔化，然后冷却得到焊缝。
激光焊接技术特点：激光焊接具有溶池净化效应，能纯洁焊缝金属，适用于一样或不同材质、厚度的金属间的焊接，对高熔点、高反射率、高导热率和物理特性相差很大的金属焊接特别有利。激光束可以被聚得很细，光斑能量密度很高，几乎可以气化所有的材料，有广泛的适用性；激光功率可控，易于实现自动化；激光束功率密度很高，焊缝熔深大，速度快，效率高；激光焊缝窄，热影响区很小，工件变形很小，可实现精细焊接；激光焊缝组织均匀，晶粒很小，气孔少，夹杂缺陷少，在机械性能、抗蚀性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。
激光－电弧复合是激光焊接的主要手段，通过激光与电弧的相互影响，产生良好的复合效应。深熔焊接时，激光产生的等离子体有利于电弧的稳定；可提高加工效率；可提高焊接性差的材料诸如铝合金、双相钢等的焊接性；可增加焊接的稳定性和可靠性。
激光焊接技术应用：铝质车身数量的增长，将加速激光焊接在汽车制造中的应用。奥迪公司A2型轿车全铝车身采用激光焊接的部件，其焊缝总长达30m。铝材料使用激光焊的主要优点是：焊接速度快。与传统的车身点焊技术相比，经激光焊接的部位，其强度和刚性更好。此外，激光焊可省掉焊接凸缘，这无疑可减少材料消耗，有利于汽车自身重量的下降。激光焊既可使铝薄板与铝薄板〔件〕之间实现联接，亦可使铝薄板〔件〕与铝铸件相联接。
另一种应用就是对塑料件进展激光束透射焊接。如将一种透明的塑料件与另一种带有吸附充填材料的塑料件相联接。激光束穿透上部透明的塑料件，使下部连接件瞬间熔化，通过熔化膨胀将上部件湿润并局部熔化，上下零件焊接在一起。BLZ开发出一种平安气囊控制装置的〔塑料〕外壳激光束透射焊接技术，采用的是二极管激光器，与传统的焊接技术相比，不仅工艺过程柔性高，而且电子部件也很少受到焊接过程产生的机械和热损害。
最近，德国弗朗霍夫学会德累斯顿材料与射束工艺研究所研发出一种感应辅助式激光束焊接新工艺，伟世通公司已将之应用于福特公司轿车驱动轴的焊接〔这种驱动轴目前的年产量为45万件〕，此轴的材料为C38／26Mn5组合式材料。采用感应辅助式激光束焊接，不仅工件变形小，而且减少了后序的加工工作量
激光根本原理
LASER是什么意思
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语缩写。
2、激光产生的原理
激光——“受激辐射放大〞是通过强光照射激光发生介质，使介质部原子的电子获得能量，受激而使电子运动轨道发生迁移，由低能态变为高能态。处于激发态的原子，受外界辐射感应，使处于激发态的原子跃迁到低能态，同时发出一束光；这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此时的光为受激辐射光。为了得到高能量密度、高指向性的激光，必须要有封闭光线的谐振腔，使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡，进而提高光强，同时提高光的方向。含有钕〔ND〕的YAG结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为1.064um的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下，也能实现连续发振。YAG晶体是宝石钇铝石榴石的简称，具有优异的光学特性，是最正确的激光发振用结晶体。
3、滋光的主要特长
a、单色性―激光不是已许多不同的光混一合而成的，它是最纯的单色光〔彼长、频率〕
b、方向性―橄光传播时根本不向外扩散。
c、相千性－－徽光的位相〔波峰和波谷〕很有规律，相干性好。
d、高输出功率一用透镜聚焦激光后，所得到的能量密度是太的几百倍。
二、YAG激光焊接
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进展工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域，在极短的时间使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成结实的焊点和焊缝。
常用的激光焊接方式有两种：脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。
激光焊接加工方法的特征
非接触加工，不需对工件加压和进展外表处理。
B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。
C、短时间焊接，既对外界无热影响，又对材料本身的热变形与热影响区小，尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。
D、不需要填充金属、不需要真空环境〔可在空气中直接进展〕、不会像电子束那样在空气中产生X射线的危险。
E、与接触焊工艺相比．无电极、工具等的磨损消耗。
F、无加工噪音，对环境无污染。
G、微小工件也可加工。此外，还可通过透明材料的壁进展焊接。
H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以到达的部位、多路同时或分时焊接。
很容易改变激光输出焦距与焊点位置。
很容易搭载到自动机、机器人装置上。
对带绝缘层的导体可直接进展焊接，对性能相差较大的异种金属也可焊接。
脉冲激光焊接的机理
脉冲激光焊接可分为传热溶化焊接和深穿入熔化焊接.
传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的外表上时，材料吸收光能而加热熔化。材料外表层的热以传导方式继续向材料深处传递，直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。
深穿入熔化焊接是指当更大功率密度的激光束照射到材料上时，材料被加工熔化以至气化，产生较大的蒸汽压，在蒸汽的压力的作用下，溶化金属被挤在周围使照射处〔熔池〕呈现出一个凹坑，随着激光束的继续照射，凹坑越来越深，并穿入到另一个工件中。激光停止照射后，被排挤在凹坑周围的溶化金属重新流回到凹坑里，凝固后将工件焊接在一起.
这两种激光焊接机理，与功率密度、照射时间、材料性质、焊接方式等因素有关。当功率密度较低、照射时间较长而焊件较薄时，通常以传热溶化机理为主进展。反之，那么是以深穿入熔化机理为主进展。
一、工艺特点与其影响因素
1、激光的投入能量密度。调整激光照射能量密度的方法主要有：
A、调整激光输出能量〔调整激发电压〕
B、调整光斑大小〔调节出射焦距〕
C、改变光斑中的能量分布〔改变光纤类型：峰形输出型——GI型光纤、梯形输出型―SI型光纤〕
D、改变出射脉冲的宽度和波形
2、材料反射率
大多数金属在激光开场照射时，会将大局部激光能量反射掉，所以，焊接过程开场的瞬间，要相应提高光束的功率。采用脉
冲激光缝悍二艺时，可以通过接入引弧板来保证整个焊接段的品质一致性。当金属外表开场熔化或汽化后，其反射率迅速降低。
二、影响材料对激光束吸收的主要因素
1、温度
室温时金属材料两激光的吸收率一般在20℃以下；当金属温度到达烙点产生熔融和气化后吸收率上升到40~50%；当接近沸点
时吸收率可高达90%。
材料的直流电阻率
材料对激光的吸收率与材料的直流电阻率的平方根成正比、与激光彼长的平方根成反比关系。
2、激光束的入射角
入射角越大，吸收率越小。当激光垂直于金属外表照射时，金属对激光的吸收率最大。但通常为了保护激光出射镜头，需要
维持一定的入射角。
村料的外表状态
为了低反射率，可在金属外表涂上薄薄一层全属粉，但两者必须是能够形成合金的。如饭、金、银可覆盖薄锐层，此时在同
样熔深的情况下，焊接所需的能量大约为原来铜、金、银所需的四分
一。
3、聚焦性和离焦量
品质优良的YAG激光焊接装置，其聚焦性〔光斑大小〕是通过装置本身的光路同轴精度、输出光纤和出射头的成像比等来保
证。
以激光出射焦点正好落在工作上面时的位置为零。离焦量是指焦点离开这个零点的距离量。焦点位置超过零点位置时叫负离
焦〔焦点深入到工件部〕，其距离值为负离焦量。反之，焦点不到零点的距离数值为正离焦量。要获得较大的熔深，可将焦点
位置选择在工件部某一位置上，即采用负离焦量进展焊接。
4、焊接的穿入深度
脉冲激光焊接时，主要是以传热熔化方式进展的。激光束本身对金属的直接穿入深度是有限的，其主要取决于材料的导温系
数〔导温系数大的那么穿入深度大〕，而不是激光器的功率大小。
部构造与电气示意图
三、维护与保养
1、消耗品的更换
纯水、离子交换树脂、水过滤器、励起灯、保护镜片
2、点检
A、激光发振调整
B、激光入射调整
C、光纤入射调整
D、能量平衡调整
一、焊接品质检查
焊接品质的检验，一般有目视检验和破坏性检验两种方法。
目视检验是对图1所示的各个项目进展检验。假设利用显微〔镜〕照片进展金相检验，那么需切断提取出焊接熔核局部并研磨腐
蚀〔见图2所示〕。但是，假设只经过外观检验就下结论那么还不充分，请务必进展一下破坏性实验。
破坏性检验通常是进展撕开实验，如图3、4所示，撕开焊接母材进展确认〔一侧出现圆形孔洞，另一侧出现钮扣状残留物〕
另外，也有利用拉伸仪进展拉伸强度检验的方法。
三、维护与保养
1、消耗品的更换
纯水、离子交换树脂、水过滤器、励起灯、保护镜片
2、点检
A、激光发振调整
B、激光入射调整
C、光纤入射调整
D、能量平衡调整
一、焊接品质检查
焊接品质的检验，一般有目视检验和破坏性检验两种方法。
目视检验是对图1所示的各个项目进展检验。假设利用显微〔镜〕照片进展金相检验，那么需切断提取出焊接熔核局部并研磨腐
蚀〔见图2所示〕。但是，假设只经过外观检验就下结论那么还不充分，请务必进展一下破坏性实验。
破坏性检验通常是进展撕开实验，如图3、4所示，撕开焊接母材进展确认〔一侧出现圆形孔洞，另一侧出现钮扣状残留物〕
另外，也有利用拉伸仪进展拉伸强度检验的方法。
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二、品质保证手段
电阻点焊方法虽然是最适合于大量生产的焊接手段，但是假设品质管理不当就会引起巨大的损失。目前，由于无法实现在线非
破坏性焊接品质检验，因此有必要加强对品质保证的管理。
1、压力检测
焊接发热量受电极与工件间的接触电阻的影响极大。焊接过程中，压力必须保持不变，因此有必要经常用压力测试仪对焊接
2、电极研磨
焊接次数的增多，会使电极外表磨损加重。电极外表粗糙会引起飞溅和造成工件外表出现糙痕，影响工件外观，因此有必要
多准备些研磨好的电极，根据焊接次数适当地更换电极。使用新电极之前先用作废的工件进展调试为好。
3、电极过热
电极过热不仅会缩短电极的寿命而且会导致工件焊接品质不均一。
4、工件精度
因忽略了工件厚度、镀层厚度、金属成分等的变化而导致焊接不良品出现的现象时有发生。工件本身的品质是否安定也是影
响焊接品质的重要因素。
5、电流监测
电流监测对焊接是必不可少的。影响电流变化的因素主要有：电源电压的波动、焊接机超载使用而引起的过热使电流输出减
少、工件接触不良导致电流减少、焊接机性能不良等。
为了防止上述原因引起的不良焊接结果，很有必要经常对焊接电流进展监测。假设能确保对焊接电流的监测，那么可较容易地
发现其他影响焊接品质的因索之变化原因，从而进一步提高焊接品质的信赖性。
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激光焊接技术应用3篇
激光焊接技术应用 第一篇：激光焊接技术的基本原理及应用 激光焊接技术是一种高效、高精度的焊接方法，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗、机械等行业。它主要利用激光束的高能量密度和狭窄聚焦的特性，将金属材料熔化并凝固成为一体。下面将详细介绍激光焊接技术的基本原理及应用。 一、激光焊接技术的基本原理 激光焊接技术是通过高能量密度的激光束对金属材料进行加热，使其熔化和凝固，实现金属之间的连接。在激光焊接过程中，激光束被聚焦到比光束直径更小的区域内，形成数十万至数百万度的高温点。这样的高温点可以迅速将金属熔化融合，并形成稳定的焊接连接。 激光焊接技术具有以下几个基本特点： 1. 较高的功率密度：利用激光束的高能量密度加热金属材料，可以迅速进行熔化和凝固，实现高效、快速的焊接。 2. 狭窄的焊接区域：激光束可被聚焦到小于0.2mm的区域内，能够实现高精度、高质量的焊接。 3. 快速焊接速度：激光焊接可达到每秒10米的快速焊接速度，能够快速完成大批量的生产任务。 二、激光焊接技术的应用 激光焊接技术被广泛应用于各种各样的工业领域。下面是具体的应用举例： 1. 航空航天领域：激光焊接技术能够实现高强度、高质
量的金属结构焊接，因此在航空航天领域被广泛应用。它可以用于制造飞机引擎部件、机身连接结构等。 2. 汽车行业：激光焊接技术可以用于汽车制造中的零部 件制造和组装。它可以用于车身、引擎、制动系统等组件的焊接，保证汽车安全性和性能。 3. 电子行业：激光焊接技术可以制造电子产品中的电池、触摸屏、芯片等关键部件。它可以实现高精度的焊接，提高了产品的质量和可靠性。 4. 医疗行业：激光焊接技术可以用于医用器械的制造中。例如，可以使用激光焊接技术制造人工关节、牙齿种植体等。 5. 其他行业：激光焊接技术还可以用于钢结构、家用电器、建筑材料等领域。例如，它可以用于建筑钢结构的连接和家用电器中的焊接。 总之，激光焊接技术的应用领域非常广泛，优势明显， 随着技术的不断发展，激光焊接技术将在各行各业的应用中得到更加广泛的推广和使用。 第二篇：激光焊接技术的优点和不足 激光焊接技术是一种先进的高精度焊接方法，但它也存 在一些不足之处。下面将详细介绍激光焊接技术的优点和不足。 一、激光焊接技术的优点 1. 高精度：激光焊接技术可以将激光束聚焦到极小的区 域内，焊接速度快，熔化和凝固过程非常短，可以保证高质量的焊接。 2. 高质量：激光焊接可以大大减少焊接过程中的氧化产物，与传统焊接不同，不需要使用外部材料来保证强度，焊接后的材料通常具有良好的力学性能。 3. 自动化程度高：激光焊接设备可以自动控制，运行稳
激光焊机的原理用途和使用方法
激光焊机的原理用途和使用方法 一、激光焊机的原理 激光焊机是利用激光束对工件进行加热，使其表面熔化并与其他零件相融合的一种焊接设备。其原理是将高能量密度的激光束聚焦在工件的焊接部位，使其瞬间升温并熔化，形成一定深度和宽度的熔池。在适当的时间内停止激光束的加热作用，使其迅速冷却凝固，从而实现焊接。 二、激光焊机的用途 1. 金属材料的加工：激光焊机可应用于金属材料如钢、铜、铝等的切割、打孔、刻字等加工。 2. 零部件制造：激光焊机可以制造汽车零部件、电子元器件等精密零部件。 3. 焊接：激光焊机可以对各种金属材料进行高精度、高质量的点焊和线焊。 4. 医学领域：激光焊机可应用于医学领域如眼科手术中进行视网膜修
补等。 三、激光焊机的使用方法 1. 准备工作：首先需要确定焊接部位，并清洗干净，以确保焊接质量。另外，还需根据材料的厚度和类型选择合适的激光焊机和参数。 2. 调试设备：将激光焊机调整到适当的功率和频率，并根据需要进行 聚焦。 3. 开始焊接：将激光束对准焊接部位，启动激光器，使其照射在工件上。在适当时间内停止加热作用，使其迅速冷却凝固即可完成焊接。 4. 检查质量：完成焊接后需要检查质量，如是否出现裂纹、变形等问题。如有问题需要重新进行修补或重做。 5. 维护保养：使用完毕后需要对设备进行清洁和维护保养，以延长使 用寿命。 四、注意事项 1. 操作时需佩戴防护眼镜等安全装备，避免直接观察激光束。
2. 焊接时必须确保工件表面干净无油污等杂质，否则会影响焊接质量。 3. 焊接时应注意激光束的聚焦点和焊接速度，以确保焊接质量。 4. 激光焊机具有高能量密度，操作时需遵守相关安全规定，避免发生 安全事故。 5. 使用完毕后需要对设备进行清洁和维护保养，以延长使用寿命。
激光焊接基本原理讲解
一、激光基本原理 1、 LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。含有钕 (ND的 YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。 YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光 (波长、频率 b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。 c 、相干性――激光的位相 (波峰和波谷很有规律,相干性好。 d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、 YAG 激光焊接
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l 、激光焊接加工方法的特征 A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、 特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境 (可在空气中直接进行、不会像电子束那样在空气中产生 X 射线的危险。 E 、与接触焊工艺相比 . 无电极、工具等的磨损消耗。 F 、无加工噪音,对环境无污染。 G 、微小工件也可加工。此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。 H 、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。 I 、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。 J 、很容易搭载到自动机、机器人装置上。
激光焊接 原理
激光焊接原理 激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，它利用激光束的能量将金属材料加热至熔化点以上，然后通过熔融池冷却凝固，从而实现金属材料的连接。激光焊接具有独特的原理和优势，被广泛应用于各个领域。 激光焊接的原理可以简单概括为：通过激光器产生的高能量激光束，经过透镜聚焦后，集中到焊接区域，使金属材料局部加热，产生高温和高能量密度，使焊接接头区域达到熔化点以上的温度，然后快速冷却凝固。在焊接过程中，激光束的能量被吸收并转化为热能，使金属材料表面迅速升温，形成熔融池。通过控制激光束的功率、焦点位置和扫描速度等参数，可以实现对焊接过程的精确控制，从而达到理想的焊接效果。 激光焊接相比传统的焊接方法有许多优势。首先，激光焊接的热影响区域小，热变形小，能够实现高精度的焊接。其次，激光焊接速度快，生产效率高，适用于大批量生产。此外，激光焊接可以焊接各种金属材料，包括高反射性和高导热性的材料，如铝合金和铜合金。激光焊接还可以实现非接触焊接，减少了金属材料的污染和损坏。 激光焊接的应用十分广泛。在汽车制造业中，激光焊接被用于焊接车身和发动机等部件，达到高强度和高密封性的要求。在电子行业
中，激光焊接被用于焊接微小的电子元件，实现高精度和高可靠性的连接。在航空航天领域，激光焊接可用于焊接航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等部件，提高飞机的性能和安全性。此外，激光焊接还被广泛应用于医疗器械、光电子器件、通信设备等领域。 然而，激光焊接也存在一些挑战和限制。首先，激光焊接设备的成本较高，需要专业的操作技术和维护人员。其次，激光焊接对工件的表面质量和几何形状要求较高，不适用于一些复杂形状的焊接。此外，激光焊接过程中产生的高能量激光束会产生辐射和烟尘，对操作人员的安全和健康构成一定威胁。因此，在激光焊接过程中需要采取相应的安全措施，如戴防护眼镜和呼吸器等。 激光焊接是一种高效、精确的焊接方法，具有许多优势和广泛的应用前景。随着激光技术的不断发展和创新，激光焊接将在更多领域发挥重要作用，为工业制造和科学研究带来更多的机遇和挑战。
激光焊接 原理
激光焊接原理 激光焊接原理 激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，广泛应用于工业制造领域。其原理是利用激光束的高能量密度和聚焦性，将材料加热至熔化点，使其发生熔合。下面将详细介绍激光焊接的原理及其应用。 一、激光焊接的原理 1. 激光的特性 激光是一种具有高度聚焦性和单色性的光束，其能量密度高，可在短时间内提供足够的热量使材料熔化。激光的单色性使其具有较小的光斑直径，从而实现高精度的焊接。 2. 热传导与熔池形成 激光束照射到工件表面后，被吸收的能量迅速转化为热能，使工件表面局部区域升温。热能通过热传导向周围区域传递，使材料迅速达到熔点。同时，激光束的高能量密度使熔化的材料形成一个熔池，通过熔池的流动和混合，实现焊接。 3. 激光焊接的方式 激光焊接可分为传导式焊接和深熔焊接两种方式。传导式焊接是指激光束透过工件表面，照射到焊缝上方，热量通过热传导实现焊接。
深熔焊接是指激光束直接照射到焊缝上，使其瞬间加热至熔化点，形成深熔池，然后通过熔池的流动实现焊接。 二、激光焊接的应用 1. 金属焊接 激光焊接广泛应用于金属焊接领域，如汽车制造、航空航天、电子设备制造等。激光焊接具有热影响区小、焊缝质量高、焊接速度快等优点，能够满足高精度、高强度的金属焊接需求。 2. 塑料焊接 激光焊接也可用于塑料焊接。塑料焊接通常采用透明塑料，激光束透过塑料表面照射到焊接区域，使其迅速加热至熔化点，然后通过熔池的混合实现焊接。激光焊接可实现高强度的塑料焊接，广泛应用于光学器件、医疗器械等领域。 3. 精密焊接 激光焊接由于其高度聚焦性和高能量密度，可实现微小尺寸的焊接。这使得激光焊接成为精密器件的理想焊接方法，如电子器件、微电子封装等领域。 4. 自动化焊接
激光焊接原理
激光焊接的原理、优缺点及工艺参数 激光焊接的原理 激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。它是一种新型的焊接方式，激光焊接主要针对薄壁材料、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。 焊接特性 属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。 激光束可由平面光学元件（如镜子）导引，随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。 激光焊接属非接触式焊接，作业过程不需加压，但需使用惰性气体以防熔池氧化，填料金属偶有使用。 激光焊可以与MIG焊组成激光MIG复合焊，实现大熔深焊接，同时热输入量比MIG焊大为减小。 激光焊接的主要优点 （1）可将入热量降到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且因热传导所导致的变形亦最低。 （2）32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格，可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。 （3）不需使用电极，没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程，机具的耗损及变形接可降至最低。 （4）激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。 （5）工件可放置在封闭的空间（经抽真空或内部气体环境在控制下）。 （6）激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件。 （7）可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料。 （8）易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制。 （9）焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。 （10）不受磁场所影响（电弧焊接及电子束焊接则容易），能精确的对准焊件。 （11）可焊接不同物性（如不同电阻）的两种金属。 （12）不需真空，亦不需做X射线防护。 （13）若以穿孔式焊接，焊道深一宽比可达10:1。 （14）可以切换装置将激光束传送至多个工作站。
激光焊接的原理
激光焊接的原理 激光焊接是一种新型的焊接技术。它利用一束强烈的激光，在目标电路板上给指定的元器件或元件上安装焊盘，然后将元件与电路板固定在一起，从而使电路设计和安装更快捷。激光焊接与传统的焊接技术相比，有许多优势，包括低安装成本、高可靠性、更高的可靠性和安全性。激光焊接的主要原理是以激光热量源来代替电子源，以激光热量来源来引发材料的液化和熔合凝固，从而形成一个密封的连接。 激光焊接技术的原理是：将一束强烈的激光线束精确地定位到合适的焊点上，当激光直接照射到焊点上，激光能量被物体吸收，焊点的温度会飞快地升高，从而引起熔化，形成一个完整的密封连接。激光焊接技术优于传统焊接技术，其原因有以下几点： 首先，激光焊接技术不需要受热的焊条，而是直接利用激光的能量来完成焊接工作，因此可以节省焊条；其次，激光焊接技术比传统焊接技术更精确、更稳定，因此可以提高产品质量；第三，激光焊接技术需要更少的人工参与，而且操作简单，可以节省人工成本；最后，激光焊接技术可以更快速地完成焊接，因此可以提高生产效率。 焊接工艺的实施需要综合考虑激光特性、熔合材料特性和熔接工艺参数。首先，需要考虑激光的特性，包括激光的波长、能量密度和功率。如果激光的能量密度太弱，会导致焊接质量很低，而能量密度过大，又会损伤材料。其次，还需要考虑材料的性质，如表面质量、导电性和熔点等，以确定最佳的焊接参数。同时，要考虑到焊接的工艺参数，包括激光功率、焊接重复次数、焊点尺寸、焊点热量、焊接
速度等等。 激光焊接技术已经被用于宽领域。它可以用于电子元器件的安装，也可以用于连接金属材料，如钢板、铝板等。此外，也可以用于焊接电子封装，如CCGA、PBGA等PCB封装。由于激光焊接技术具有高可 靠性、自动化程度高、低安装成本和更高的可靠性，因此得到了广泛的应用。 由此可见，激光焊接技术的使用具有许多优势，以上是激光焊接技术的原理，它可以提高产品质量，节省成本，提高工作效率。激光焊接技术已经在电子行业得到广泛应用，也越来越受到其他行业的青睐。 总之，激光焊接技术因其高精度、自动化百分比较高、安装成本低、可靠性高等优势而受到广泛的应用，它可以提高产品质量，并节省人工及成本，提高生产效率。
激光点焊原理
激光点焊原理 激光点焊是一种利用激光束对材料进行局部加热，从而实现焊 接的技术。激光点焊具有热输入小、热影响区小、焊接速度快、焊 缝形态好等优点，因此在汽车制造、航空航天、电子器件等领域得 到了广泛的应用。 激光点焊的原理主要包括激光束的生成、聚焦和照射、熔池形 成和凝固等过程。首先，激光器产生的激光束经过准直、聚焦透镜 的作用，最终聚焦到工件表面，形成一个微小的热源，即激光焦斑。激光焦斑的能量密度很高，能够瞬间使工件表面温度升高到熔点以上，形成熔化状态的熔池。随着激光束的移动，熔池也随之移动， 完成焊接过程。最后，熔池冷却凝固，形成焊缝。 激光点焊的原理是基于激光的高能量密度和高聚焦性质。激光 是一种高能量、单色性好、方向性好的光源，其能量密度可达到数 千瓦/平方厘米以上，因此能够瞬间加热工件表面，实现高速、高效 的焊接。同时，激光束经过透镜聚焦后，能够形成微小的焦斑，使 得焊接热影响区非常小，可以实现精细焊接。 除此之外，激光点焊还具有很好的控制性能。激光束的聚焦和
照射可以通过光路系统进行精确控制，实现对焊接过程的精细调节，从而满足不同材料、不同厚度的焊接需求。同时，激光点焊还可以 实现自动化控制，配合机器人等自动化设备，实现大规模、高效率 的生产。 在实际应用中，激光点焊需要考虑材料的选择、激光参数的优化、焊接过程的控制等方面的问题。对于不同材料，其吸收激光能 量的特性不同，需要选择合适的激光波长和功率；激光参数的优化 也需要考虑到焊接速度、焊接深度、焊缝形态等因素；焊接过程的 控制需要考虑到激光束的稳定性、工件表面的清洁度等因素。 总的来说，激光点焊作为一种先进的焊接技术，具有独特的优 势和广阔的应用前景。通过深入理解激光点焊的原理和特性，可以 更好地应用于实际生产中，为推动制造业的发展做出贡献。
激光焊接机工作原理
激光焊接机工作原理 1.激光发生器 激光发生器是激光焊接机的核心部件，它能够产生一束单色、一致相 位和方向的激光束。激光发生器通常采用固体激光器或气体激光器。其中，固体激光器通过在激活介质中释放能量来产生激光束，气体激光器则在激 光气体中通过放电来产生激光束。 2.激光束控制系统 激光束控制系统是激光焊接机中的另一个重要部件，它能够控制激光 束的大小、方向和焦点位置，从而使其能够精确地照射到焊接接头上。激 光束控制系统通常由准直器、大小系统、扫描控制系统和光束稳定系统等 组成。 3.工件定位系统 工件定位系统是激光焊接机中用于固定并定位待焊接工件的部件。它 能够根据工件的形状和尺寸进行调整，并确保待焊接的接头位于激光焊接 机的焊接范围内。 4.辅助气体系统 辅助气体系统是激光焊接机中用于辅助焊接过程的部件。它能够通过 向焊接接头上方喷射惰性气体，如氩气或氮气，来保护焊接接头不被外界 气体和氧气污染。辅助气体还可以用于吹除接头表面的灰尘和杂质，提供 清洁的焊接环境。 5.焊接监控系统
焊接监控系统是激光焊接机中用于监测和控制焊接过程的部件。它可 以通过对焊接接头的温度、形状、质量和焊接速度等参数进行测量和分析，从而及时发现并修正潜在的焊接缺陷。 6.焊接过程 当激光束穿过激光焊接机的准直器和大小系统后，它将被聚焦到焊接 接头上，产生高温区。在高温区内，接头材料被熔化并与其他接头材料相 融合，形成一个坚固的焊接连接。焊接过程中，辅助气体会从激光焊接机 的喷嘴中喷射出来，保护焊接接头并吹除焊接区域的灰尘和杂质。 总结： 激光焊接机工作原理是通过激光束在焊接接头上产生高温，使接头材 料熔化并连接。它由激光发生器、激光束控制系统、工件定位系统、辅助 气体系统和焊接监控系统等组成。在焊接过程中，激光束被聚焦到焊接接 头上，辅助气体保护接头不受外界气体和氧气污染。焊接监控系统可以实 时监测和控制焊接过程，确保焊接质量达到要求。激光焊接机具有高精度、高效率和低热影响区等特点，广泛应用于金属和非金属材料的焊接领域。
简述激光焊的原理及应用
简述激光焊的原理及应用 原理 激光焊是一种使用高能激光束将材料加热到熔化或蒸发的加工方法。其原理是利用聚光镜将激光束聚焦到工件上，使其局部区域的温度升高，从而引发熔化、蒸发等热现象，并通过有效的控制实现材料的焊接。 激光焊的核心元件是激光器和光学系统。激光器产生的激光束经过光学系统的调制和聚焦，最终聚焦到工件上。激光焊的效果受到多种因素的影响，包括激光功率、焦距、聚焦质量等。 应用 激光焊具有许多优点，因此被广泛应用于多个领域。 1.汽车制造：激光焊在汽车制造中有重要的应用。它可以用于车身焊 接、零部件焊接等工艺。激光焊具有高效快速的特点，可以提高生产效率和质量。 2.电子行业：激光焊可以用于电子设备的组装和修复。它可以精确焊 接微小的连接点，使得电子设备更加可靠和稳定。 3.航空航天：在航空航天领域，激光焊也有广泛的应用。航空航天部 件通常需要耐高温和高压的焊接。激光焊具有高能量和高温度的优势，在航空航天领域可以实现高质量的焊接。 4.医疗器械：激光焊在医疗器械制造中起到关键的作用。它可以用于 焊接不锈钢、钛合金等材料，确保医疗器械的质量和安全。 5.金属加工：激光焊在金属加工方面也有广泛的应用。它可以用于焊 接金属板材、管道等，具有高焊接速度、高焊接质量的特点。 激光焊还被应用于很多其他领域，如光电子、电力、船舶等。它具有高效性、精确性和可靠性等优点，已经成为现代制造业不可或缺的一种焊接技术。 总结 激光焊是一种使用高能激光束进行焊接的技术。通过聚焦激光束，可以实现材料的熔化和蒸发，从而实现焊接目的。激光焊具有高效快速、精确可靠等优点，被广泛应用于汽车制造、电子行业、航空航天、医疗器械和金属加工等领域。激光焊技术的应用对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
激光焊接原理
激光焊接原理 激光焊接是激光与非透明物质相互作用的过程，这个过程表现为反射、吸收、加热、熔化、气化等现象。 (I)光的反射及吸收光束照在清洁磨光的金属表面时，都存在着强烈的反射。金属对光束的反射能力与它所含的自由电子密度有关，自由电子密度越大，即电导率越大，反射本领越强。对同一种金属与入射光的波长有关。波长较长的红外线，主要与金属中的自由电子发生作用，而波长较短的可见光和紫外光除与自由子作用外，还与金属中的束缚电子发生作用，而束缚电子与照射光用的结果则使反射率降低。总之，对于同一金属，波长越短，反射率越低，吸收率越高 (2)材料的加热一旦激光光子入射到金属晶体，光子即与电子发生非弹性碰撞，光子将能量传递给电子，使电子由原来的低能级跃到高能级。与此同时，金属内部的电子问也在不断相互碰撞。每个电子两次碰撞间的平均时间间隔为 10-13 s的数量级，因此吸收了光子而处于高能级的电子将在与其他电子的碰撞以及晶格的相互作用中进行能量的传递，光子的能量最
终转化为晶格的热振动能，引起材料温升高，改变材料表面及内部温度。 (3)材料的熔化及气化激光焊接时材料达到熔点所需 时间为微秒级；脉冲激光焊接时，当材料表面吸收的功率密度为105 W/cm2时，达到沸点的典型时间为几毫秒；当功率密度大于106 W/cm2时，被焊材料会产生急剧的蒸发，在连续激光深熔焊接时，正是由于蒸发存在，蒸气压力和蒸气反作用力等能克服熔化金属表面张力功以及液体金属静压力而形成小孔。小孔类似于黑体，它有助于对光束能量的吸收，显示出“壁聚焦效应”。由于激光束聚焦后不是平行光束，与FL壁间形成一定的入射角，激光束照射到孔壁上后，经多次反向而达到孔底，最终被完全吸收。 (4)激光作用终止，熔化金属凝固焊接过程中，工件和 光束进行相对运动，由于剧烈蒸发产生的强驱动力，使小孔前沿形成的熔化金属沿某一角度得到加速，在小孔的近表面处形成旋涡。小孔后方液体金属由于传热的作用，温度迅速降低，液体金属很快凝固形成焊缝。 光焊接过程还会对焊缝金属产生净化效应、壁聚焦效应和等离
激光焊接基本原理讲解
激光焊接基本原理讲解LT
2、脉冲激光焊接的机理 传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的表面上时,材料吸收光能而加热熔化。材料表面层的热以传导方式 继续向材料深处传递,直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。 深穿入熔化焊接是指当更大功率密度的激光束照射到材料上时,材料被加工熔化以至气化,产生较大的蒸汽 压,在蒸汽的压力的作用下,溶化金属被挤在周围使照射处 (熔池 呈现出一个凹坑,随着激光束的继续照射,凹 坑越来越深,并穿入到另一个工件中。激光停止照射后,被排挤在凹坑周围的溶化金属重新流回到凹坑里,凝固后将工件焊接在一起。 这两种激光焊接机理,与功率密度、照射时间、材料性质、焊接方式等因素有关。当功率密度较低、照射时 间较长而焊件较薄时,通常以传热溶化机理为主进行。反之,则是以深穿入熔化机理为主进行 激光焊接技术应用 引言 激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。 70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接, 焊接过程属于热传导型, 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。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法,随着高功率 CO2和高功率的 YAG 激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束 物镜等的研制成功,使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于 C02激光和 YAG
激光焊接各种金属材料时的理论, 包括激光诱发的等离子体的分光、 吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法 等,并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性,焊接现象建模与数值模拟,钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接,激光接头性能评价等方面做了一定的研究。 一、激光焊接的质量与特点 激光焊接原理: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,金属吸收激光 转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。激光焊接的机理有两种: 1、热传导焊接 当激光照射在材料表面时,一部分激光被反射,一部分被材料吸收,将光能转化为热能而加热熔化,材料表 面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递,最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时,材料吸收光能转化为热能,材料被加热熔化至汽化,产生大 量的金属蒸汽,在蒸汽退出表面时产生的反作用力下,使熔化的金属液体向四周排挤,形成凹坑,随着激光的继 续照射,凹坑穿人更深,当激光停止照射后,凹坑周边的熔液回流,冷却凝固后将两焊件焊接在—起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择, 通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机 理。这两种方式最基本的区别在于:前者熔池表面保持封闭,而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的 扰动较小,因为激光束的辐射没有穿透被焊材料,所以,在传导焊过程中焊缝不易被气
激光焊接基本原理讲解
一、激光基本原理 1、LASER 是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增 幅的英语开头字母 2、激光产生的原理 激光――“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电 子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激 辐射 光。 为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方 向性。含有钕(ND的YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。YAG 晶体 是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。 3、激光的主要特长 a 、单色性――激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光(波长、频率 b 、方向性――激光传播时基本不向外扩散。 c 、相干性――激光的位相(波峰和波谷很有规律,相干性好。 d 、高输出功率――用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、YAG 激光焊接 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高 度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定 连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。 l 、激光焊接加工方法的特征 A 、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。 B 、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。 C 、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、 特种材料。 D 、不需要填充金属、不需要真空环境(可在空气中直接进行、不会像电子束那样在空气中产生X 射线的危险。 E 、与接触焊工艺相比. 无电极、工具等的磨损消耗。
激光焊接原理讲解
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,又常称为了激光焊机、镭射焊机,按其工作方式常可 分为了激光模具烧焊机（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到达焊接的目的. 一、激光焊接的主要特性. 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外表,外表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. 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了理论根底的深 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. 与其它焊接技术相比,激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小. 2、能在室温或格外条件下进行焊接,焊接设备装置简洁.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. 3、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. 4、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. 5、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. 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了广泛的推广和应用. 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,为了更精密的焊接提供了条件. 但是,激光焊接也存在着一定的局限性： 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.这是由于激光聚焦后光斑尺雨寸小,焊缝窄,为了加填充金属材料.假设工件装配精度或光束定位精度达不到要求,彳艮容易造成焊接缺憾. 2、激光器及其相关系统的本钱较高,一次性投资较大. 二、激光焊接热传导.