激光焊接技术设备及实际应用

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激光焊接技术应用及其发展趋势

激光焊接技术应用及其发展趋势

激光焊接技术应用及其发展趋势激光焊接技术是一种高能密度热源焊接技术,具有焊接速度快、熔深大、变形小、焊接质量高等优点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。

以下是激光焊接技术的应用及其发展趋势。

激光焊接技术在汽车制造行业得到了广泛的应用。

激光焊接可以用于汽车零部件的生产,如车门、车身与车顶的焊接,能够有效提高焊接质量和尺寸精度。

激光焊接还可以用于整车的焊接,提高整车的强度和安全性能。

激光焊接技术在航空航天行业也得到了广泛的应用。

激光焊接可以用于航空航天设备的生产,如发动机零部件的焊接、涡轮叶片的焊接等,能够提高零部件的强度、耐腐蚀性和耐高温性。

激光焊接技术还可以应用于电子元器件的生产。

激光焊接可以替代传统的焊接方法,如电阻焊接、电弧焊接等,从而提高焊接质量和生产效率。

激光焊接还可以实现多层电子元器件的焊接,提高电子元器件的可靠性和稳定性。

随着科技的不断发展,激光焊接技术也在不断推动着创新。

未来激光焊接技术的发展趋势有以下几个方面:激光焊接技术将越来越广泛地应用于高新技术领域。

随着人工智能、新能源、新材料等领域的快速发展,对于焊接技术的要求也越来越高,激光焊接技术具有其独特的优势,将在这些领域得到更多应用。

激光焊接技术将更加智能化。

随着机器学习和自动化技术的发展,激光焊接设备将具备更高的智能化水平,能够实现自动调节焊接参数、自动检测焊接质量等功能,提高焊接效率和质量。

激光焊接技术将更加绿色环保。

传统的焊接方法通常会产生大量的烟尘和废气,对环境造成污染,而激光焊接技术采用非接触加工方式,只需要少量的气体辅助,减少了废气的排放,更加环保。

激光焊接技术将向着微小化方向发展。

随着微电子技术的不断发展,对于微观零部件的生产提出了更高的要求,激光焊接技术可以实现微观尺寸的焊接,满足微电子领域的需求。

激光焊接技术具有广泛的应用前景,并且在不断推动着科技创新,未来的发展趋势将更加广泛、智能化、环保和微小化。

激光焊接技术应用3篇

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。

激光焊接解决方案

激光焊接解决方案

激光焊接解决方案激光焊接是一种高精度的焊接技术,通过利用激光束对工件进行加热,使工件表面融化并形成焊缝,从而实现材料的连接。

激光焊接具有焊缝窄、热影响区小、焊接速度快等优点,在工业生产中得到广泛应用。

本文将详细介绍激光焊接解决方案的技术原理、应用领域、设备要求以及优缺点等方面的内容。

一、技术原理激光焊接技术基于激光的热效应,利用聚焦后的激光束对工件进行加热。

激光束在焊接区域产生高能量密度,使工件表面迅速融化,并在激光束住手作用后迅速凝固,形成焊缝。

激光焊接可分为传导性焊接和深熔焊接两种方式。

1. 传导性焊接:激光束能量主要用于加热工件表面,通过传导传递热量,使材料熔化并形成焊缝。

这种焊接方式适合于薄板材料和小型零件的连接。

2. 深熔焊接:激光束能量直接作用于工件,使工件表面迅速融化并形成深度焊缝。

这种焊接方式适合于较厚的材料和大型零件的连接。

二、应用领域激光焊接技术在许多领域有着广泛的应用,包括汽车创造、航空航天、电子设备、医疗器械等。

以下是几个典型的应用案例:1. 汽车创造:激光焊接可用于汽车车身焊接、发动机组件焊接以及零部件的连接。

它能够提供高强度、高质量的焊接,提高汽车的安全性和耐久性。

2. 航空航天:激光焊接在航空航天领域中广泛应用于飞机结构件的连接,如翼尖、舵面和机身焊接。

它能够提供轻量化的连接方式,并且具有高强度和高可靠性。

3. 电子设备:激光焊接可用于电子设备的封装和连接,如电池焊接、电路板焊接和器件封装。

它能够实现弱小焊点的连接,提高电子设备的性能和可靠性。

4. 医疗器械:激光焊接在医疗器械创造中起着重要作用,如激光焊接可用于人工关节的创造、牙科种植体的连接等。

它能够实现精细焊接,减少手术创伤并提高患者的治疗效果。

三、设备要求实施激光焊接解决方案需要一定的设备和技术支持。

以下是一些常见的设备要求:1. 激光焊接机:激光焊接机是实施激光焊接的核心设备,它包括激光源、光束传输系统、焊接头和控制系统等组成部份。

激光焊接分类及应用领域

激光焊接分类及应用领域

激光焊接分类及应用领域激光焊接是一种常见的焊接技术,适用于多种材料的焊接,如金属、塑料、玻璃等。

根据激光器的类型和应用需求,激光焊接可以分为几个不同的分类。

以下是对激光焊接分类及其应用领域的详细解释。

1. 激光传统焊接:激光传统焊接是最常见的激光焊接技术,主要应用于金属材料的焊接。

它使用高能量密度的激光束将金属材料加热到熔化点,然后通过材料的表面张力和焊接材料的强度来进行连接。

这种焊接技术通常用于汽车、航空航天、电子设备制造等行业。

2. 激光深熔焊接:激光深熔焊接是一种高能量激光焊接技术,常用于金属材料的厚板焊接。

它通过将激光束聚焦到很小的点上,产生高能量密度,使材料瞬间融化并深入焊缝,在快速冷却的情况下形成均匀的焊缝。

这种焊接技术主要应用于航空航天、船舶制造、石油化工等需要高强度焊缝的领域。

3. 激光合金焊接:激光合金焊接是一种特殊的焊接技术,使用激光束将两个或多个不同材料的金属零件熔化在一起,形成均匀的合金焊缝。

这种焊接技术通常应用于金属零件的制造和修复,如汽车制造、管道连接、电子设备组装等。

4. 激光透明材料焊接:激光透明材料焊接是一种专门用于玻璃、陶瓷等透明材料的焊接技术。

由于透明材料对激光束的吸收较小,传统的焊接方法很难实现对透明材料的焊接。

而激光焊接技术利用了激光束的高能量密度和聚焦能力,能够有效地加热透明材料表面,形成均匀的焊接缝。

这种焊接技术适用于光学元件、光纤通信设备、医疗器械等领域。

5. 激光微细焊接:激光微细焊接是一种高精度、高质量的焊接技术,可以实现微小尺寸零件的连接。

它通常用于电子设备制造、精密仪器仪表、医疗器械等领域,例如焊接电子芯片、微型传感器、细线连接等。

总结起来,激光焊接是一种广泛应用于各行各业的焊接技术,可以根据不同的材料和应用需求进行分类。

通过激光传统焊接、激光深熔焊接、激光合金焊接、激光透明材料焊接和激光微细焊接等不同的焊接方式,可以实现对金属、塑料、玻璃等材料的高效、高质量焊接。

激光焊接工艺和应用技术

激光焊接工艺和应用技术

激光焊接工艺和应用技术引言激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,通过激光束的聚焦实现金属材料的精确熔化和连接。

激光焊接工艺和应用技术已经在许多领域得到了广泛应用,包括汽车制造、电子设备、航空航天等。

本文将介绍激光焊接的基本原理、工艺流程和应用技术。

激光焊接的原理激光焊接是利用激光的高能量密度和高聚光性,通过激光束的照射使金属材料局部熔化和连接的焊接技术。

激光束经过透镜的聚焦,使激光功率密度在焦点位置达到一个很高的数值,从而使金属材料局部加热到熔化温度。

通过控制激光束的照射时间和位置,可以实现金属材料的精确焊接。

激光焊接的工艺流程激光焊接的工艺流程包括准备工作、参数设定、焊接操作和焊后处理。

准备工作在开始激光焊接之前,需要先对焊接材料进行准备工作。

这包括清洁焊接表面、去除氧化物等操作,以确保焊接质量。

参数设定在进行激光焊接时,需要设置一系列的参数,包括激光功率、焦距、焊接速度等。

这些参数的设定会影响焊接的质量和效率。

焊接操作激光焊接的操作需要一定的技术和经验。

操作人员需要根据焊接要求和参数设定进行操作,保证焊接的质量和一致性。

焊后处理焊接完成后,还需要进行焊后处理。

这包括焊缝清理、焊接部位的处理等操作,以确保焊接部位达到预期的要求。

激光焊接的应用技术激光焊接技术在许多领域得到了广泛应用。

汽车制造在汽车制造中,激光焊接被广泛应用于车身焊接和零部件焊接等领域。

激光焊接可以实现对汽车焊接质量的控制,提高生产效率和产品质量。

电子设备在电子设备制造中,激光焊接常被用于焊接电子元件和连接电路板等工作。

激光焊接可以实现对微小焊接点的精确焊接,提高产品的可靠性和性能。

航空航天在航空航天领域,激光焊接被广泛应用于航空器的制造和维修。

激光焊接可以实现对复杂结构的焊接,提高航空器的结构强度和整体性能。

结论激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,已经在许多领域得到了广泛应用。

掌握激光焊接的工艺流程和应用技术,对于提高焊接质量和效率具有重要意义。

激光焊接技术在薄板焊接上的具体应用

激光焊接技术在薄板焊接上的具体应用

激光焊接技术在薄板焊接上的具体应用1. 引言1.1 激光焊接技术概述激光焊接技术是一种高效、高质量的焊接方法,通过激光束对焊接材料进行加热,达到熔接的目的。

相比传统焊接方法,激光焊接具有焊缝窄、熔深度大、变形小、速度快等优点。

激光焊接技术可以实现高精度、高质量的焊接,广泛应用于汽车、航空航天、电子、光电子等领域。

激光焊接技术的发展为薄板焊接提供了更加有效的解决方案,可以实现精密焊接,提高产品质量和生产效率。

随着激光焊接技术的不断进步,相信其在薄板焊接领域的应用将会越来越广泛,为相关行业带来更大的发展机遇。

1.2 薄板焊接的需求薄板焊接是指对厚度在0.1~3mm之间的薄板进行焊接,广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。

薄板焊接的需求主要有以下几个方面:1. 精度要求高:薄板焊接通常用于制造高精度的产品,如手机、平板电脑等,对焊接质量和精度要求很高。

2. 高效生产:薄板焊接通常用于大规模生产中,需要达到高效率和高产量。

3. 保护表面质量:由于薄板表面通常会经过各种表面处理,如喷涂、抛丸等,要求焊接过程不损坏表面质量。

4. 节约能源:薄板焊接通常需要在很短的时间内完成焊接,所以需要尽可能节约能源,提高生产效率。

薄板焊接的需求主要集中在焊接精度高、生产效率高、保护表面质量和节约能源等方面。

为了满足这些需求,激光焊接技术因其高精度、高效率、无接触性等优势,被广泛应用于薄板焊接领域。

2. 正文2.1 激光焊接在薄板焊接中的优势1. 高能度和高控制性:激光束具有高能量密度和高聚焦性,能够在瞬间将焊接接头加热到足够高的温度,实现快速熔合。

激光焊接具有极高的焊接控制性,可以通过调节功率、速度和焦距等参数来精确控制焊接过程,确保焊接质量。

2. 热影响区小:由于激光焊接的热输入高度集中,热影响区较小,可以减少热变形和裂纹的产生,适合对薄板材料进行高质量、高精度的焊接。

3. 无接触、无污染:激光焊接不需要物理接触焊接件,避免了接触传热引起的材料变质和氧化问题,同时不会产生焊渣和气泡,保证焊接接头的纯净度。

激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究

激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究

激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法,近年来得到了广泛的应用和发展。

本文将探究激光焊接技术的研究现状和发展趋势,分析其在各个领域的应用以及未来的发展方向。

一、激光焊接技术的研究现状1. 激光焊接工艺激光焊接是利用激光束对材料进行加热,从而使材料表面产生熔化,并将熔化池与受热区域形成牢固的结合。

激光焊接工艺主要包括传统激光焊接、深层激光焊接、激光-激光混合焊接、激光-煤炭混合焊接等多种方式,每种方式都有其适用的具体情况。

2. 激光焊接设备激光焊接设备包括激光发生器、激光传输系统和焊接装置等部分。

目前,市场上主要有固体激光器、液体激光器和气体激光器等多种类型的激光器可供选择,其中固体激光器因其高功率、高能量密度和高效率等优势,逐渐成为主流。

3. 激光焊接材料激光焊接可适用于多种材料,包括金属材料、合金材料、塑料材料等。

而随着激光焊接设备和工艺的不断改进,其在特殊材料、复合材料和高温材料等方面的应用也逐渐增多。

4. 激光焊接检测技术激光焊接后的焊缝质量直接影响着工件的使用性能,因此激光焊接检测技术成为焊接过程中不可或缺的一部分。

目前,主要的检测技术包括激光扫描显微镜检测、红外热像仪检测、超声波检测和X射线检测等多种方式。

5. 激光焊接应用领域激光焊接技术已经广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备、医疗器械、管道制造等领域。

在汽车制造中,激光焊接可以实现车身零部件的高效焊接,提高生产效率,减少成本。

6. 激光焊接的优势与传统焊接方法相比,激光焊接具有焊缝小、变形小、热影响区小、焊接速度快、热影响深度浅等特点。

激光焊接在一些对焊接质量要求高、对材料变形敏感的领域有着明显的优势。

1. 激光焊接设备的技术升级随着激光技术的不断发展,激光焊接设备的性能将不断提升。

固体激光器的输出能量和能量密度将不断增加,激光束质量和稳定性将得到进一步提高,激光束调控技术也将更加精密。

2. 激光焊接工艺的创新针对不同的焊接需求,激光焊接技术将不断进行工艺创新。

激光焊接技术最新研究进展及应用现状

激光焊接技术最新研究进展及应用现状

激光焊接技术最新研究进展及应用现状激光焊接技术是一种利用激光束对工件表面进行加热,使其局部区域达到熔化温度并进行焊接的方法。

由于其高能量密度、快速焊接速度和良好的焊缝质量,激光焊接技术在工业生产中得到广泛应用。

本文将介绍激光焊接技术的最新研究进展以及其在各个领域的应用现状。

1.新型激光源的应用:传统的激光焊接技术主要采用CO2激光器或固体激光器作为激光源,但这些激光源存在功率不够高、效率不高等问题。

近年来,随着光纤激光器和半导体激光器的发展,这些新型激光源正逐渐应用于激光焊接技术中,能够提高焊接效率并降低成本。

2.材料的多样化:激光焊接技术在过去主要应用于金属材料的焊接,如不锈钢、铝合金等。

而近年来,随着激光设备的不断改进,激光焊接技术已经可以应用于其他类型的材料焊接,如塑料、陶瓷等。

3.智能化控制系统的发展:激光焊接过程中需要实时监控焊接质量,对焊接参数进行自动调整,以保证焊接接头的质量。

近年来,智能化控制系统在激光焊接技术中得到了广泛应用,能够实现焊接过程的实时监控和参数的自动调整,提高焊接质量和生产效率。

1.汽车制造:激光焊接技术在汽车制造中得到广泛应用,主要用于焊接汽车车身和零部件。

激光焊接能够实现高效、高质量的焊接,提高汽车的安全性和稳定性。

2.航空航天:航空航天领域对材料的焊接要求严格,需要焊接强度高、无瑕疵的接头。

激光焊接技术能够满足这些要求,因此在航空航天领域得到广泛应用。

3.电子制造:激光焊接技术在电子制造中用于焊接电子器件、电子连接器等。

激光焊接能够实现高精度的焊接,避免对电子器件产生热影响。

4.医疗器械制造:激光焊接技术在医疗器械制造中广泛应用,能够实现细小器件的高精度焊接,提高医疗器械的质量和可靠性。

总结来说,激光焊接技术的最新研究进展主要表现在新型激光源的应用、材料的多样化和智能化控制系统的发展。

在实际应用上,激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子制造和医疗器械制造等领域得到广泛应用。

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激光焊接技术设备及实际应用一.激光焊接机激光焊接是激光材料加工用的机器,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。

主要特征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。

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。

主要优点激光焊接机的种类激光焊接机又常称为激光焊机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、激光焊接设备等。

按其工作方式常可分为激光模具烧焊机(手动激光焊接设备)、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机、振镜焊接机、手持式焊接机等,专用激光焊接设备有传感器焊机、矽钢片激光焊接设备、键盘激光焊接设备。

适用于水壶、真空杯、不锈钢碗、传感器、钨丝、大功率二极管(三极管)、铝合金、笔记本电脑外壳、手机电池、门把手、模具、电器配件、滤清器、油嘴、不锈钢制品、高尔夫球头、锌合金工艺品等焊接。

可焊接图形有:点、直线、圆、方形或由AUTOCAD软件绘制的任意平面图形。

二.激光焊接技术及其在汽车工业中的应用激光焊接自上世纪60年代问世以来,激光以其相干性好、能量密度高、准直性好等优异特性,在现代工业的各个方面得到了广泛的应用。

在材料加工领域,激光可用于金属材料的切割、焊接、表面相变硬化、合金化、熔覆、打孔、打标、辅助切削、直接制造、快速成形、清洗及微细加工等等。

利用激光来焊接金属材料有许多优越性:方便快捷、焊缝小、焊接影响区域小,对原材料性质和形态的改变均很小;易于实现数控,可以焊接形状特殊的工件;激光能量集中、作用时间短,可以焊接薄板、金属丝等传统焊接工艺难以加工的材料以及精密、微小、排列密集、受热敏感的材料等等。

激光焊接在金属材料加工中的应用越来越普遍,正逐步从特种加工转变为常规加工工艺。

1 激光焊接的原理和技术可行性1.1激光焊接的原理激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。

它是采用高能激光束使材料熔融连接,形成优良焊接接头的工艺过程。

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。

1.2激光焊接的技术可行性激光最基本的特点就是:单色性、方向性、相关性。

这些独特性质加上由此而来的超高亮度、超短脉冲等性质使它已经紧紧地和现代工业结合在一起,这些特性非常适合焊接加工。

激光焊接设备的关键是大功率激光器。

激光器一般按产生激光的工作物质不同来分类,主要有半导体(GaAs,InP等)激光器、固体(Nd:YAG等)激光器、气体(CO2、He-Ne等)激光器、液体(可调谐染料等)激光器、化学激光器、自由电子激光器等。

目前广泛应用的是其中的两大类:一类是气体激光器,气体激光器以气体或金属蒸汽作为工作介质,产生平均为10.6μm的红外激光,可以连续工作并输出很高的功率,标准激光功率在2~5kw之问。

它是目前种类最多,激励方式最多样化,激光波长分布区域最宽,容易实现大功率连续输出,应用最广泛的一类激光器。

另一类是固体激光器,将产生激光的粒子掺于同体基质,其浓度比气体大,因而可以获得比较大的激光能量输出。

具有能量大、峰值功率高、机构紧凑、牢固耐用等特点,适用于柔性制造系统或远程加工,通常用于焊接精度要求比较高的工件。

激光焊接技术在制造领域的应用稳步增长,由脉冲到连续,由小功率到大功率,由薄板到厚件,由简单单缝到复杂形状,激光焊接在不断的演化过程中已经逐步成为一种成熟的现代加工工艺技术。

激光焊接分为脉冲激光焊接和连续激光焊接,在连续焊接中又可分为热传导焊接和深穿透焊接。

随着激光输出功率的提高,特别是高功率CO2激光器的出现,激光深穿透技术在国内外都得到了迅速发展,最大的焊接深宽比已经达到了12:1,激光焊接材料也由一般低碳钢发展到了镀锌板、铝板、钛板、铜板和陶瓷材料,激光焊接速度已达到了每分钟几十米。

激光焊接技术日益成熟,并大量应用到生产线上,在汽车生产线上如齿轮焊接、汽车底板及结构件(包括车门车身)的高速拼焊中已取得巨大的经济效益和社会效益。

2 激光焊接的工艺参数和工艺方法2.1激光焊接的工艺参数2.1.1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,在微秒时问范围内,表层即可加热至沸点,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,功率密度范围在104~106W/cm2。

2.1.2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。

2.1.3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。

2.1.4离焦量对焊接质量的影响激光焊接通常需要一定的离焦量,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。

按照几何光学理论,当正负离焦量相等时,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50~200μs材料开始熔化,形成液相金属并出现部分汽化,形成高压蒸汽,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。

2.2激光焊接的工艺方法2.2.1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。

2.2.2丝与丝的焊接包括丝与丝对焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4种工艺方法。

2.2.3金属丝与块状元件的焊接采用激光焊接可以成功地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。

2.2.4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范围。

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。

3 激光焊接的特点激光焊接有以下主要优点:3.1速度快、深宽比大、变形小。

激光聚焦后,功率密度高,焊接时,深宽比可达5:1,最高可达12:1。

由于熔深大,可以获得良好的焊接接头,同时焊接边缘坡口角度小,小体积焊缝节省了填充材料。

3.2激光焊接技术具有熔池净化效应,能纯净焊缝金属,适用于相同和不同金属材料问的焊接。

3.3激光焊接能量密度高,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。

3.4能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接装置简单。

例如,激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能穿过玻璃或光束透明的材料进行焊接。

3.5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,尤其是近年来,南于采用了光纤技术,激光焊接技术的应用获得更为广泛的发展。

3.6激光束易实现按时问与空间分光,能进行多光束同时多工位加工,为更精密、微型的焊接提供了条件。

但是,激光焊接也存在着一定的局限性,主要体现在以下两方面:(1)要求焊件装备精度高,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寸小、焊缝窄,焊接时要在焊缝中加入填充金属材料,如若工件装备精度或光束定位精度达不到要求,很容易造成焊接缺陷。

(2)激光器及相关系统的成本较高,一次性投资较大。

目前,我同在激光焊接没备的研制方面技术还不是很成熟,生产成本很高,主要是引进美国和西欧国家的激光器以及配套设施。

4 激光焊接在汽车行业中的应用与发展前景高功率CO2及高功率YAG激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。

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。

据有关资料统计,在欧美发达工业国家中,有50%~70%的汽车零部件是用激光加工来完成的。

其中主要以激光焊接和切割为主,激光焊接在汽车工业中已成为标准工艺。

激光用于车身面板的焊接可将不同厚度和具有不同表面涂镀层的金属板焊在一起,然后再进行冲压,这样制成的面板结构能达到最合理的金属组合。

激光焊接的速度约为4.5m/min,而且很少变形,省去了二次加工。

激光焊接加速了用冲压零件代替锻造零件的进程。

采用激光焊接,可以减少搭接宽度和一些加强部件,还可以压缩车身结构件本身的体积。

仅此一项车身的重量就可减少56kg。

激光焊接用于车顶外壳与框架的焊接、传动转换器盖板的焊接,由CNC控制,其循环时间约为16s,实际焊接时间仅为3s,一天可连续运行24h。

用于焊接小轿车的变速箱总成和底盘,激光束的焊接速度快,易于自动化控制并且易于归并到一个灵活的制造系统中,激光束改进了厂家的产品设计投产周期,降低了成品的废品率。

美国是最早将高功率激光器引入汽车工业的国家,在美国汽车工业中心底特律地区有40余家激光加工站,用于汽车金属件的切割和齿轮的焊接,使汽车的改型从5年缩短到2年。

目前,一套千瓦级的激光加工机器人系统虽然需要几十万美元,但新型激光器的安全性和可靠性得到了保证,其故障停机率仅2%,防护措施也极为可靠。

激光焊接时需要工件接触面紧密吻合,这在工艺上是不容易实现的,但目前先进的夹持方法和适合激光焊接的凸缘设计使这一问题得到了解决。

激光焊接技术的逐渐成熟使得各大汽车厂商无一例外的将激光焊接应用到了汽车生产线上。

美国通用汽车公司已经采用22条激光加工生产线,美国福特汽车公司采用Nd:YAG 激光器结合工业机器人焊接轿车车体,极大地降低了制造成本。

2000年美国三大汽车公司已经有50%的电阻点焊生产线被激光焊生产线所取代。

在日本,激光焊接在生产线上成功的应用为世界所瞩目,如在汽车车体制造中采用将薄钢板实施激光焊接后冲压成形的新方法,现在已为世界上大多数汽车厂家所仿效。

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