激光沉积焊接技术
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。
激光沉积焊接技术
激光沉积焊接技术
作者：MM《现代塑料》
沉积焊接是与许多传统的模具修复方法不同的另一种重要的方法。它早已立足欧洲，现在又开始为其他地区的模具工厂所接受。激光沉积焊接技术开始在模具修改和修复领域找到其用武之地。典型的用途是用于采用冷加工钢制造的注塑模具的修复，这种模具由于加工玻璃纤维增强的材料而导致严重磨损。磨损区域可以用激光沉积焊接来填充裂纹，所用焊丝的直径为0.4mm。修复之后，模具和插件的使用寿命至少与全新的部件相当。焊接沉积物的高度大约为0.5mm，硬度为洛氏硬度52度。硬度达到洛氏硬度60度也是可能的。例如，一个成功的用户便是TechGroup公司，他们目前正采用激光沉积焊接法来修复模具。GrandRapids工厂有58名雇员，使用30台28～250t的注塑机，专门从事医疗器械的生产。这些器械包括用于开胸心脏手术、微创手术和儿科手术，器械通常都是小型、精密、不耐用的产品。整个车间是在100,000级清洁厂房的条件下进行操作的。该工厂包括一个工具车间，有4名全职的模具制作工。因为是生产医疗器械的，制造模具所用的工具合金钢必须完全不含铍。采用激光沉积焊接技术的好处是这种工艺除了适用于不锈钢、标准工具钢和铝之外，也适用于无铍合金钢。
Байду номын сангаас
据DavidGuth-rie说，TechGroup公司的模具工80～90％工作量都是做小的零部件，比如滑块上的塞子和模心销钉。以前，该公司的激光焊接工作都是外包给别的公司干，但是为了节省时间和成本，也为了减少麻烦，现在公司把设备买回来了。根据该公司的报告，他们自己有了设备之后，以前需要好几天才能完成的模具工程修改和修复工作，现在几个小时内就可完成了。一个模具零件在进行焊接修复之后，要返回工具车间进行最后的机加工，然后再装回到的模具上去。一般只有损坏的零件才需要从模具上拆下来进行修复，因此模具仍可留在注塑机上。
激光焊接工艺的基本知识
激光焊接工艺的基本知识概述激光焊接是一种高能量密度的热源焊接方法，利用激光束将工件加热到熔化或融合状态，实现金属材料的连接。
激光焊接具有高精度、高速度、低变形等优点，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
工作原理激光焊接主要通过激光束对工件表面进行聚焦，使其吸收激光能量产生热源，从而使工件局部区域迅速升温并达到熔化或融合状态。
通过控制激光束的功率、聚焦方式和运动轨迹，实现对工件的精确加热和连接。
设备与系统激光源激光源是激光焊接系统的核心部件，常见的激光源包括CO2激光器、固态激光器和纤维激光器等。
不同类型的激光源具有不同的特点和适用范围，选择合适的激光源对于实现高质量的焊接至关重要。
光学系统光学系统主要包括激光束传输系统和聚焦系统。
激光束传输系统用于将激光束从激光源传输到焊接头，常见的传输方式有光纤传输和反射镜传输。
聚焦系统用于将激光束聚焦到工件上，通常包括凸透镜、平凸透镜和聚焦镜等。
控制系统控制系统是激光焊接过程中的关键部分，用于控制激光功率、聚焦位置和运动轨迹等参数。
通过精确控制这些参数，可以实现对焊接过程的精确控制和优化。
工艺参数激光功率激光功率是影响焊接速度和质量的重要参数。
功率过低会导致无法达到熔化或融合状态，功率过高则容易引起气孔、裂纹等缺陷。
根据工件材料和厚度的不同，选择合适的激光功率进行焊接。
焦距焦距是指从聚焦镜到工件焊点的距离，影响激光束的聚焦效果和焊接质量。
焦距过大会导致焊缝变宽、深度不足，焦距过小则容易引起激光束的散射和偏离。
根据焊接要求和工件形状选择合适的焦距。
扫描速度扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度，影响焊接线能量分布和熔池形态。
扫描速度过快会导致熔池不稳定、焊缝细节不清晰，扫描速度过慢则容易引起过热和变形。
根据工件材料和要求选择合适的扫描速度。
气体保护气体保护是激光焊接中常用的一种方法，通过向焊接区域供应惰性气体，如氩气或氮气等，可以有效防止氧化、脱氢和杂质的进入，提高焊接质量。
激光焊接工艺
激光焊接工艺
激光焊接是一种高能量浓缩的焊接方法，适用于多种材料的焊接。
它利用高能量激光束来熔化和连接材料，具有焊接速度快、热影响区小和焊缝质量高等优点。
工艺步骤
激光焊接工艺主要包括以下步骤：
1. 准备工作：清洁和处理要焊接的材料表面，确保无污染和氧化层。
2. 调试设备：调整激光焊接机的参数，如功率、脉冲周期和激光束聚焦等，以适应不同材料的焊接需求。
3. 对位与固定：将要焊接的材料对准并固定在焊接平台上，确保位置准确和稳定。
4. 开始焊接：通过控制激光束的运动和功率输出，开始焊接过程。
焊接速度和功率的控制会影响焊接深度和焊缝质量。
5. 检查与整理：焊接完成后，进行焊缝检查和整理，确保焊缝质量和外观。
优势和应用
激光焊接具有以下优势：
- 焊接速度快：激光焊接速度可以达到每秒数米，远快于传统焊接方法。
- 热影响区小：激光焊接瞬间完成，热影响区较小，可以避免材料的变形和热损伤。
- 焊缝质量高：激光焊接可以实现高精度和高品质的焊缝，焊接强度和密封性好。
激光焊接广泛应用于以下领域：
- 电子：电子元器件的焊接，如电路板、芯片封装等。
- 汽车制造：汽车零部件的焊接，如车身焊接、发动机部件的连接等。
- 航空航天：航空航天器件的焊接，如航天器部件连接、发动机燃烧室焊接等。
激光焊接工艺是一种先进且高效的焊接方法，具有广阔的应用前景。
熟练掌握激光焊接工艺，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
激光焊接技术PPT课件
于铝合金等材料的焊接，有很明显的改进作用。
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图3.9 氙灯放电波形
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当焊接工件以一定速度移动时，激光熔斑相互重 叠，重叠率由工件移动速度和激光重复频率来决 定。这种焊接状态与单脉冲点焊不同，当一个激 光脉冲聚焦的光斑照射到焊缝处时，前一个激光 脉冲已将该处金属材料加热，且前一个光斑照射 的部份金属已呈熔融状态，尚未来得及凝固或者 说未能完全凝固。因而这个激光脉冲到来时，焊 缝处的温度升高，金属的反射率降低，并不需要 前置尖峰脉冲的激光波形。一般可以通过重复的 熔斑对工件实现密封焊接，这是国内外目前使用 最多的激光脉冲波形。
氮气室上部有透光平板玻璃，允许波长为1064nm 的激光光束射入到焊件的焊缝上，氮气室内充满 氮气，这样被焊接金属零件在加热熔化过程中就 不会氧化，如焊接钢类零件或不锈钢类零件时， 得到的焊缝是闪亮的，密封效果也好。
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图3.16 氮气室示意
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在要求高度密封、漏气率很低的工件焊接时，最 好使用氩气，焊接效果会更好，一次焊接密封成 功率高，而且焊缝美观。
散角θ有关，即
D＝Fθ
焊接0.5～1mm厚钢板时，聚焦镜焦距通常是100～
200mm，对光斑尺寸要求并非十分严格，因而离焦
量的选取也有较大的范围。激光焊接金属膜片时，
要求熔斑直径小，聚焦镜的焦距也小，在这种情况
下离焦量的选择要谨慎精选pp，t课件2离021 焦量不宜太大。
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六、保护气体
在一些对焊接技术要求严格的场合，如要求焊缝 美观、密封、无氧化痕迹的产品，或是易于氧化 难于焊接的铝合金材料，在焊接过程中就必须施 加保护气体。
激光熔丝沉积技术的应用及优化
激光熔丝沉积技术的应用及优化激光熔丝沉积技术（Laser Metal Deposition，简称LMD）是一种现代化的增材制造技术，它通过将激光能量聚焦在工件表面，将金属粉末熔化并喷射到特定位置，然后使其快速凝固形成新的材料层。
这种技术具有广泛的应用领域和巨大的优势。
激光熔丝沉积技术的应用非常广泛。
首先，在航空航天领域，LMD技术可以用于修复受损的航空发动机叶片、气动零件等高价值部件。
传统的修复方法通常需要更换整个部件，而LMD技术可以局部修复，减少维修时间和成本。
其次，在汽车制造业中，LMD技术可以用于制造汽车零件，如车身、车轮等。
相对于传统的铸造和锻造工艺，LMD技术可以实现更高的精度和复杂度。
此外，LMD技术还可以用于制造石油钻探工具和医疗设备等领域。
激光熔丝沉积技术具有以下优点。
首先，它可以实现快速成型。
传统的金属制造工艺通常需要多个工序，而LMD技术只需要一步就可以完成。
这不仅可以节省时间，还可以减少材料的浪费。
其次，LMD技术可以实现高精度。
由于激光熔丝沉积技术具有良好的控制性能，可以实现细小结构和复杂形状的制造。
这对于某些特殊应用来说非常重要。
再次，LMD技术可以实现材料的局部修复和再制造。
传统的修复方法通常需要更换整个部件，而LMD技术可以只修复受损的区域，减少资源的浪费。
尽管激光熔丝沉积技术有着广泛的应用和诸多优点，但仍然存在一些挑战和改进的空间。
首先，激光熔丝沉积技术在处理大尺寸工件和大批量生产方面仍然存在困难。
由于激光束的限制，LMD技术在较大工件的制造过程中可能需要进行多次扫描，从而增加了制造的时间和成本。
其次，由于激光熔丝沉积技术涉及到多个工艺参数的控制，如激光功率、扫描速度、喷粉量等，因此需要进行精细的调试和优化以获得最佳的制造效果。
此外，激光熔丝沉积技术中的熔融过程容易产生气孔和裂纹，因此还需要进一步研究改良材料和工艺，以提高制造质量。
为了优化激光熔丝沉积技术的应用，可以采取以下措施。
激光熔化沉积技术
激光熔化沉积技术
激光熔化沉积技术是一种先进的加工技术，它利用高能量激光束
将金属粉末熔化并沉积于工件表面，形成具有可控性的金属部件。
这
种技术在航空航天、汽车、医疗等领域都有广泛应用，下面我们来详
细了解一下激光熔化沉积技术的步骤。
步骤一：选材和设计CAD模型
在进行激光熔化沉积技术前，需要先选定适合的金属材料并设计相应
的CAD模型。
目前，常见的金属材料包括钛合金、镍合金、不锈钢等，而CAD模型则可以由计算机辅助设计软件完成。
步骤二：制备金属粉末
为了进行激光熔化沉积技术，还需要制备出适合的金属粉末。
这些金
属粉末在激光束下会被加热并熔化，最终沉积于工件表面形成所需形
状的零件。
金属粉末的制备方式通常有喷射制备、机械制备等多种方法。
步骤三：激光熔化沉积
在进行激光熔化沉积的过程中，激光束在金属粉末和工件表面之间移动，将金属粉末加热至熔点并熔化，最终将热熔态的金属粉末沉积在
工件表面，形成所需几何形状的结构部件。
激光熔化沉积技术的最大
特点就是可以实现精密的三维打印加工，能够制造出非常复杂的形状。
步骤四：后处理
激光熔化沉积技术的后处理通常包括研磨、抛光、清洗等多个步骤。
这些步骤可以提高工件表面质量，消除残留应力等不良现象，从而进
一步提高制件的强度和精度，以满足实际应用需求。
总之，激光熔化沉积技术在实际生产和制造中有着广泛的应用。
随着技术的不断提高，激光熔化沉积技术将越来越成为未来制造领域
的重要趋势。
激光金属沉积
激光金属沉积
激光金属沉积是一种添加制造技术，它使用高能激光器将金属材料熔化并沉积在基底材料上，以创建复杂的三维结构。
该技术有许多优点，包括在加工过程中减少浪费、提高生产效率和可重复性，以及能够在单个制造过程中创建完全定制的零件。
在激光金属沉积过程中，激光器会聚焦在金属粉末上，将其加热至熔点以上。
这使得金属粒子融化并喷射出来，形成一层覆盖在基底材料上。
重复这个过程，可以逐渐建立三维结构，因此激光金属沉积也被称为增材制造。
使用激光金属沉积技术可以创造出复杂的金属结构，例如内部通道、多孔材料、异形结构等。
这些结构可以用于航空航天、医疗、汽车和工业制造等领域中的各种应用。
这些结构的创建可以通过其他传统的制造方法很难完成。
激光金属沉积还可以用于修复和维护受损部件。
当一个零件破裂或损坏时，使用激光加工技术可以直接在现有零件上添加额外的材料，使其恢复原状。
这可以节省时间和成本，而不必重新制造整个零件。
虽然激光金属沉积技术有许多优点，但也有一些挑战。
例如，控制沉积质量和稳定性需要精确的参数设置和技术知识。
此外，由于金属粉
末的成本较高，使用此技术创建零件的成本也较高。
总的来说，激光金属沉积技术在工业制造中具有重要作用，可以帮助企业提高生产效率和创造复杂的金属结构。
随着技术的进步和成本的降低，激光金属沉积技术将继续在未来的工业制造中发挥重要作用。
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激光沉积焊接技术
作者：MM《现代塑料》
沉积焊接是与许多传统的模具修复方法不同的另一种重要的方法。
它早已立足欧洲，现在又开始为其他地区的模具工厂所接受。
激光沉积焊接技术开始在模具修改和修复领域找到其用武之地。
典型的用途是用于采用冷加工钢制造的注塑模具的修复，这种模具由于加工玻璃纤维增强的材料而导致严重磨损。
磨损区域可以用激光沉积焊接来填充裂纹，所用焊丝的直径为0.4mm。
修复之后，模具和插件的使用寿命至少与全新的部件相当。
焊接沉积物的高度大约为0.5mm，硬度为洛氏硬度52度。
硬度达到洛氏硬度60度也是可能的。
例如，一个成功的用户便是Tech Group公司，他们目前正采用激光沉积焊接法来修复模具。
Grand Rapids工厂有58名雇员，使用30台28～250t的注塑机，专门从事医疗器械的生产。
这些器械包括用于开胸心脏手术、微创手术和儿科手术，器械通常都是小型、精密、不耐用的产品。
整个车间是在100,000级清洁厂房的条件下进行操作的。
该工厂包括一个工具车间，有4名全职的模具制作工。
因为是生产医疗器械的，制造模具所用的工具合金钢必须完全不含铍。
采用激光沉积焊接技术的好处是这种工艺除了适用于不锈钢、标准工具钢和铝之外，也适用于无铍合金钢。
据David Guth-rie说，Tech Group公司的模具工80～90％工作量都是做小的零部件，比如滑块上的塞子和模心销钉。
以前，该公司的激光焊接工作都是外包给别的公司干，但是为了节省时间和成本，也为了减少麻烦，现在公司把设备买回来了。
根据该公司的报告，他们自己有了设备之后，以前需要好几天才能完成的模具工程修改和修复工作，现在几个小时内就可完成了。
一个模具零件在进行焊接修复之后，要返回工具车间进行最后的机加工，然后再装回到的模具上去。
一般只有损坏的零件才需要从模具上拆下来进行修复，因此模具仍可留在注塑机上。
激光束和焊丝
Tech Group所使用的由Rofin-Sinar公司制造的StarWeld焊接机是一台使用丝状填充材料的激光沉积焊机。
它采用在I类激光壳体里产生的脉冲Nd:YAG焊接激光，带电动x-y-z工作台和立体显微镜。
模具的缺陷用激光束和丝状填充材料来填补。
焊丝是自动导入的，以便激光束使焊丝和工件的表面同时熔化。
所需沉积物的总高度是通过多层焊接的方法来达到的。
焊接完毕，模具部件再加工成最终尺寸。
与氩弧焊或者微等离子体焊接相比较，本方法的优点是加热和冷却速度快，并且熔化区域小。
基材所受到的热效应极小，从而大大减少了变形、弱化和产生裂缝的危险。
此外，通过生成细颗粒的结构或者使用具有不同合金特性的填充材料，可以获得特性更好的沉积层。
因为焊丝的直径可以细至100微米，所以可以得到细小得多颗粒结构。
这项工作一般用钨极惰性气体保护焊或者微等离子体焊接方法进行焊接。
另外，对于模具修理来说，在需要低的内聚力时，适于采用粉状电阻粘结料。
市场上相对较新技术是采用高功率（2～4kW）CO2和YAG激光的直接金属沉积焊（DMD）。
用激光进行沉积焊与其它三种方法相比较具有一些优点。
激光束可以聚焦得非常细，因此对工件和填充金属（焊丝）的加热区域非常精确。
工件的加热程度可以减少，其结果是变形较小。
机加工的工作量减少至最小。
此外，硬度可以达到洛
氏硬度60度，不过这还取决于基材的种类。
激光硬件
StarWeld激光焊接机有两个大的滑动门，门洞为800mm。
重达350kg、体积125L 的工件可以用叉车从前面或者用吊车从上面放到机器里。
滑动门和侧盖板都可以取下来，以便可以把更大的工件放进机器里去。
“StarWeld”激光焊接机可用于点焊和缝焊高合金钢、铜、金、银、铂和钛的各种组合合金。
其输出功率在20~500W之间
操作者可以用手动的方法喂焊丝，并通过在符合人体工程学的位置设置的袖孔来操作操纵杆。
工件的位置在一个x-y工作台上进行调整。
工件借助于立体显微镜和操纵杆进行精确定位。
操纵杆是比例控制的（操纵杆运动的程度决定着轴的速度）。
当操纵杆转动时，z-轴就横向运动。
当显微镜里的图像最清晰时，焊接区域就到达正确位置了。
所设定的激光参数被输入到立体显微镜里。
利用操纵杆可
以呼出多达50组预先编程和记录的参数。
操作者可以在眼睛不离开显微镜、手不离开工件护栏的情况下，随时检查和修改这些参数。
激光装置的所有功能，例如激光脉冲、快门控制、功率单元控制、温度控制、聚焦、保安电路、数据记录的储存以及常规诊断和测试等，都是由高性能微处理器完成的。
机器上装有一个薄膜键盘，用于输入各种数据。
电容器箱的电压值、脉冲频率、脉冲宽度、脉冲能量、每厘米的脉冲能量（与焊接有关的表面能量）、脉冲形状、文本信息、以及其他数据都可以在屏幕上显示出来。
激光束的光源是Nd:YAG激光，其平均功率为100W。
根据材质不同，沉积焊接所需的脉冲时间在2至10毫秒之间。
脉冲功率达500W，工件表面的最大脉冲密度可以达到几十毫瓦/cm。
这对于快速加工工作，甚至在使用比较粗的焊丝的情况下，也是足够的了。
机器出厂时带有一个完整的水/空气冷却系统和一个焊接烟尘过滤器。
可以在两根轴上都装一个受到专利保护的光学系统，这样就可以在竖壁上和下口内进行焊接工作。
最好的、误差最小的焊接质量来自一个特殊的激光谐振腔。
机器具有很大的焦深，容许工件表面可以在竖直方向上相对于焦点有较大的波动范围。
焊丝的通常用量已在具体的软件模式里提供。
在对工件进行手动加工的过程中，此模式容许通过脉冲频率与焊丝喂入速率相互偶联的方法使各焊接脉冲之间的重叠关系保持恒定。
激光辅助的、使用丝状填充材料的沉积焊接工艺是一种比较新的技术。
在工艺质量和加工精度方面，它都比传统方法优越。
它可以安装在简单、操作安全性很好的手动形式的系统里，所以它的使用，特别是在小型和中型工厂里，正变得越来越普遍。
StarWeld Laser焊接机用于高级合金钢、铜、金、银、铂和钛及其各种组合材料的点焊和缝焊。
输出功率从20～500W。
DLx25 Diode激光器被用于熔接和焊接。
它的输出功率为250W，它的光束质量高，设计紧凑，重量轻。
(end)。