激光焊接技术资料.
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。
激光焊接基础知识精编版
米亚奇公司Nd （枚）：YAG 激光器激光焊接指南UNITEK MIYACHI■CORPORATION米亚奇公司2003年版此处包含的材料，未经米亚奇公司书面同意，严禁复制或用于任何用途联系方式：米亚奇公司Myrtle 大道 1820 号蒙罗维亚 CA, 91017-7133Tel.: 626 303 5676 Fax: 626 599 9636最新资料推荐目录1.激光基础1.1介绍1.2激光产生的原理1.3 Nd:YAG激光的介质1.4泵浦源1.5谐振器1.6激光安全2.激光焊接基本原理2.1脉冲激光焊接2.1. 1实时功率反馈2.1.2输出功率斜波2. 1. 3脉冲的成形2. 1.4时间的分配2. 1. 5能量分配2. 1. 6光束的传输2.1.7聚焦头2. 2激光是怎么实现焊接的2. 3主要焊接参数2. 3. 1接缝设计与配合2. 3. 2部分聚焦2. 3. 3材料的选择和其表面镀层2. 4激光的参数2. 4.1名词术语2. 4. 2光学系统2. 4. 3聚焦镜片2. 4. 4峰值功率和脉冲宽度2. 4. 5接缝的焊接2. 4. 6保护气体2. 5焊接举例長新资料推荐1.激光基础1.1介绍"激光” —词是 Light Amplification by Stimulated Emission of激光利用峰值功率进行焊接，反之连续激光使用的是平均功率，这使得脉冲激光只用很小的能量就能实现焊接，并形成了更小的热影响区，脉冲激光焊提供了无与伦比的点焊性能和极低的焊接热输入，米亚奇的就是脉冲激光焊机。
1. 2激光产生的原理激光本质上是分三步产生的，发生几乎是瞬间的。
1.泵浦源给介质提供能量，将介质内部原子激活，使得带电原子暂时被激发到高能级，处在此活跃级的带电原子是不稳定的，于是跃迁到低能级，在这个过程中，从泵浦源吸收能量的电子释放多余的能量并辐射出一个光子，这个过程叫做自发辐射，通过这种方式产生的光子是激光的种子。
《激光焊接工艺》课件
硬度检测
对焊缝进行拉伸、弯曲、冲击等试验，检 测其力学性能。
通过硬度计测量焊缝及热影响区的硬度， 判断材料的冶金状态。
焊接质量的控制措施与标准
控制焊接参数
选择合适的激光功率、焊接速度、光斑直径 等参数，确保焊接质量稳定。
控制母材与填充材料
确保母材与填充材料的冶金性能符合要求， 减少杂质与气体含量。
《激光焊接工艺》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 激光焊接技术概述 • 激光焊接设备与材料 • 激光焊接工艺参数 • 激光焊接质量检测与控制 • 激光焊接技术的发展趋势与展望
01
激光焊接技术概述
激光焊接技术的定义
激光焊接技术是一种利用高能激光束 照射在材料表面，使材料熔化、冷却 并形成连接的工艺方法。
。
01
激光焊接设备与材 料
激光焊接设备的种类与特点
脉冲激光焊接机
适用于薄板、有色金属的精密焊接，具有能 量集中、热影响区小等特点。
光纤激光焊接机
具有光束质量好、聚焦光斑小、能量密度高 等特点，广泛应用于各种材料的焊接。
连续激光焊接机
适用于厚板、高熔点金属的焊接，具有焊接 速度快、深宽比大等特点。
通过添加填充金属丝，提高焊接质量和效率。
3
激光复合焊接技术
结合激光焊接和电弧焊接的优势，实现高效、高 质量的焊接。
激光焊接技术的未来发展方向
智能化控制
利用先进的传感器和控制系统，实现激光焊接过程的 智能控制。
高能束流加工技术
结合激光、电子束和离子束等高能束流加工技术，提 高加工效率和精度。
新型激光器研发
激光焊接技术
激光焊接技术激光焊接技术是一种新型的高精度、高效率的焊接技术，可以在材料表面形成高能量密度焊缝，并将材料熔化焊接在一起。
激光焊接技术的特点是焊接速度快、效率高，焊缝形状优美，自动化程度高，质量可靠，广泛应用于航空、航天、军工、汽车、电子等领域。
一、激光焊接技术原理激光焊接技术是利用激光器将高能量密度的激光束集中在焊缝上，使材料熔化、熔池形成、冷却凝固而实现焊接的一种先进的现代化焊接方法。
激光束是由半导体激光器或固体激光器通过电子控制系统控制光束形状和作用时间发射出来的。
激光焊接的过程主要包括：激光束的聚焦、能量传递、熔化和混合、物质传递、凝固、焊缝形成。
二、激光焊接技术的发展激光焊接技术的发展主要经历了三个阶段：第一阶段：激光器材料的发展阶段，20世纪60年代，激光器材料逐渐成熟，发展起了高质量的氦氖和二氧化碳激光器。
第二阶段：焊接技术发展阶段，20世纪70年代，随着激光器的发展和材料科学的进步，激光焊接技术出现并得到了发展。
激光焊接技术的应用范围不断扩展，新型激光器的发展也为激光焊接技术的发展提供了更加先进的技术支持。
第三阶段：新技术的发展阶段， 20世纪80年代，多光子激光焊接技术、激光力学碎片技术、光纤激光传输技术等激光技术新技术的产生，为激光焊接技术的提升和发展提供了新的方向和思路。
三、激光焊接技术的应用激光焊接技术广泛应用于各种材料的焊接中，如金属材料、塑料材料、陶瓷材料等。
特别是对于高难度、高要求的应用领域，如修复设备、航空、航天、军工、汽车、电子、仪器、5G通信等领域的应用，激光焊接技术具有独特的优势。
四、激光焊接技术的优点1、激光焊接技术的焊缝成型放心，无需表面处理，可以达到密封、抗剪强度高等特点。
2、激光焊接技术的深度可以向内渗透，从而保证长时间有效的连接，无需二次处理。
3、激光焊接技术的低热影响区，焊接过程中的热量非常集中，对焊接件的影响很小，可以减轻变形。
4、激光焊接技术的可靠性高，通过电脑控制，可以达到一定的自动化程度。
激光焊接技术
激光焊接技术激光焊接技术是一种新兴的高技术制造方法，它采用高能量密度激光束对接头进行加热，使其局部熔化并迅速冷却，从而将接头快速连接在一起。
激光焊接技术在制造业中广泛应用，如汽车、飞机、船舶、电子、医疗设备等领域都在使用该技术，其具有高效、高精、高质、环保等特点，成为制造业中的瑰宝。
一、激光焊接技术的原理与类型激光焊接技术利用激光束对材料进行加热和熔化，使其在一定条件下完成接头连接的工艺。
激光焊接的过程，由于激光具有高能密度的特点，可以使材料迅速加热到熔点以上，以此实现对接头的定向加热和熔化，然后通过激光束的移动来控制熔池形成和接头连接。
在激光焊接加工的过程中，为了保证焊缝质量，需要对激光束精度、聚焦系统、感应监测系统等进行精细调整。
根据激光模式、工作方式和加工过程等不同，激光焊接技术可分为以下类型。
1.传统激光焊接技术传统激光焊接技术采用CO2激光精细加工和Nd:YAG固体激光器，它们主要是对金属材料进行加工，如钢、铝、铜等。
其特点是高功率密度、高效率、高能量集中度和高精度，但由于光束质量较低，聚焦距离较大，限制了其在微小尺寸加工上的应用。
2.光纤激光焊接技术光纤激光焊接技术是一种新型的激光加工技术，主要用于薄板和材料的激光加工。
与其他激光系统相比，光纤激光器具有低成本、高效率、低能耗、低维护成本等优势，其光束具有较高的光斑质量和聚焦能力，在焊接中具有更好的稳定性。
3.激光多炮焊接技术激光多炮焊接技术是一种利用多个激光源同时对工件进行焊接的技术。
该技术可通过并联或串联不同功率激光源实现工件在短时间内的大面积快速加热，从而实现快速焊接工艺。
激光多炮焊接技术相比传统激光焊接技术更加高效和灵活，可大大提高工作效率。
二、激光焊接技术的应用激光焊接技术在汽车、电子、医疗器械、管道、压力容器、船舶、航空航天、军事等领域都有着广泛的应用。
1.汽车制造激光焊接技术被广泛应用于汽车板材焊接，主要用于车身、车门、引擎等部件的连接和维修。
焊接工艺的激光焊接技术要点
焊接工艺的激光焊接技术要点随着科技的不断进步和发展，激光焊接技术作为一种高效、精确的焊接方式得到了广泛的应用。
激光焊接技术利用激光束对焊接材料进行加热，达到熔化的目的。
本文将重点介绍激光焊接技术的要点，并讨论其在焊接工艺中的应用。
一、激光焊接技术的基本原理激光焊接技术利用激光束对焊接材料进行加热，并在激光束的照射下使熔融池形成，从而实现材料的焊接。
激光束通过光学元件的准直和导引，最终集中到焊接接头上。
激光焊接的热源浓度高、对热影响区小，具有焊接速度快、熔深大、焊缝质量高等优点。
二、激光焊接技术的要点1. 激光焊接设备的选型激光焊接设备的选型是激光焊接工艺的关键。
选型时需考虑到焊接材料的种类、厚度、焊接条件等因素，并结合生产需求和经济实际进行选择。
常见的激光焊接设备有CO2激光器、光纤激光器等。
2. 材料准备和表面处理激光焊接需要对焊接材料进行预处理，以保证焊接质量。
材料准备包括焊缝的设计、材料的选择和切割等。
表面处理则主要包括除锈、除油和打磨等工艺，以保证焊接材料表面的洁净度。
3. 焊接参数的选择激光焊接参数的选择是影响焊接质量的重要因素。
焊接参数包括激光功率、焊接速度、激光束直径等。
选取适当的焊接参数可以提高焊接速度和焊接质量，同时减小焊接变形和热影响区。
4. 焊接过程控制激光焊接过程控制是确保焊接质量的关键。
焊接过程控制主要包括焊接速度、激光束角度、焊接位置等的控制，以及焊接过程中的监测和调整。
合理的焊接过程控制可以提高焊缝质量和焊接效率。
三、激光焊接技术在焊接工艺中的应用激光焊接技术由于其独特的优点，在焊接工艺中得到了广泛的应用。
它被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备制造等领域。
在汽车制造中，激光焊接可以用于车身焊接、发动机焊接等环节；在航空航天领域，激光焊接可以用于航空发动机叶片的焊接和涡轮盘的焊接等；在电子设备制造中，激光焊接可以用于电子器件的封装等。
激光焊接技术的应用可以提高生产效率，减小焊接变形和热影响区，同时提高焊接强度和焊缝质量。
激光焊接技术简介
第二章 激光焊接的根本原理
激光产生的三要素
三要素：鼓励源，工作介质，谐振腔
1.鼓励源 要想把处于低能态的粒子送到高能态去，就得有外力借助
工具来实现。这个过程类似于把水位很低的河水或井水抽 运到水塔上的蓄水池里，必须要有足够功率的水泵作功才 成。同理，要实现粒子数反转，首先必须消耗一定的能量 把大量粒子从低能级“搬运〞到高能级，这种过程在激光理 论上叫做泵浦或鼓励。由于其作用原理和水泵抽水相类似， 所以把能使大量的粒子从低能态抽运到高能态的鼓励装置 通称之为“光泵〞。
第二章 激光焊接的根本原理
三、谐振腔 适宜的工作物质有了，实现粒子数反转的鼓励源有了，
这下子该“激〞出激光了吧!还不行，因为人们在实验中发现 这样虽然可以产生受激辐射，但非常微弱，根本形不成可供人 们使用的激光。这很自然的使人们想到了采用放大的方法来解 决这个问题，于是出现了光学谐振腔。即利用两个面对面的反 射镜，使放大了的光在镜间来回被反射，反复通过镜间的介质 不断再放大，即反响放大。两个反射镜可以是平面，也可以是 球面。
第二章 激光焊接的根本原理
从图上可以看出，凡非腔轴方向的自发辐射，尽管它也可以诱 发激发态上的粒子产生光放大，但因介质体积有限，腔侧面又 是敞开的，终将逸出腔外。所以，产生激光的作用不大。唯独 沿腔轴方向的自发辐射才起作用。每当它碰到镜面时，便被反 射沿原路折回，又重新通过介质不断诱发激发态上的粒子产生 受激辐射光放大。由于受激辐射光在腔镜间往返运行，介质被 反复利用，腔轴方向受激辐射光就越来越强。其中一局部从局 部反射镜端射出，这就是激光；
第二章 激光焊接的根本原理
而其余局部留在腔内继续反响放大以维持不断的向外辐射激 光，如下图。介质内部沿纵轴方向偶然弱小的自发辐射经过 振荡和放大，最终形成强大的激光辐射过程就叫激光振荡放 大。由于光速极快，所以此过程极短。
激光焊接光路设计
激光焊接光路设计第一章：激光焊接技术概述1.1 激光焊接的基本原理激光焊接是利用高能激光束对工件进行熔化和连接的技术。
它利用激光的高能特性，通过选择性吸收并转换为热能，实现材料熔化和连接。
1.2 激光焊接的特点与优势激光焊接具有热输入小、热影响区域小、焊缝质量高等特点。
与传统焊接方法相比，激光焊接具有高效、灵活、精确的优势。
1.3 激光焊接光路设计的重要性光路设计是激光焊接技术中至关重要的一环。
合理的光路设计可以提高激光能量的利用率，确保焊接质量和效率。
第二章：激光光源选择与特性分析2.1 激光光源的种类常见的激光光源包括氩离子激光器、半导体激光器、纤维激光器等。
不同类型的激光光源具有不同的特点和适用范围。
2.2 激光光源的参数与特性激光光源的参数对光路设计和焊接效果具有重要影响。
光源功率、波长、激光束质量等参数需要根据具体应用进行选择。
2.3 选择合适的激光光源根据焊接工件的材料、厚度和加工要求等因素，选取适当的激光光源是光路设计的重要环节。
第三章：光学系统设计原理3.1 光学元件的分类与选择光学元件包括透镜、反射镜、光束分束器等。
根据焊接任务要求，选择合适的光学元件进行光线调制和聚焦。
3.2 激光光路的光学元件排列原则光学元件的排列顺序对激光光路的稳定性和焦点调制有重要影响。
按照一定原则进行光学元件的排列，可以优化焊接质量。
3.3 光学系统的光线追迹分析通过光学系统的光线追迹分析，可以了解光线在光学元件中的传输规律，为光路设计提供理论依据。
第四章：光路组件设计与优化4.1 激光传输系统的概念与结构激光传输系统包括激光光源、光纤、光学元件等组件。
合理设计传输系统的结构对提高焊接效率和质量至关重要。
4.2 激光传输系统中的光学元件设计光学元件的设计需要考虑能量损失、光路稳定性以及对焊接效果的影响。
通过光学元件的优化设计，可以提高焊接效率和质量。
4.3 光学元件的优化方法与实例分析根据具体需求，采用光学优化方法进行组件设计和排列，可以提高光学能量传输效率和焊接质量。
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第二章 激光焊接的基本原理
激光产生的基本理论
2、自发辐射、受激吸收和受激辐射
光放大作用简单地说，就是输入是一个外来光子，而输出的则是 性质与外来光子一模一样的两个光子，因为在输出的两个光子中，一 个就是外来光子本身，而另一个则是在受激辐射过程中释放出来的， 即是被外来光子“激”出来的。一个光子激发一个粒子产生受激辐射， 得到两个完全相同的光子，这就是光的“放大”。这两个光子再去激 发两个粒子产生受激辐射，就可以得到完全相同的4个光子，4、8、1 6……如此链锁反应，完全相同的光子数目便会越来越多，可见受激 辐射过程也就是光放大的过程。在受激辐射过程中产生并被放大了的 光，便是激光。
第二章 激光焊接的基本原理
激光产生的基本理论
2、自发辐射、受激吸收和受激辐射 由于物质有趋于最低能量的本能，处于高能级E2上的原子总是要
自发跃迁到低能级E1上去，如果跃迁中发出光子，这个过程称为自发辐射。 处于低能级E1上的原子，吸收外来能量后跃迁到E2上，则称之为受激吸收。
两个能级之间的能量差越大，自发辐射过程所放出的光子频率就 越高。如同弹琴，如果用力拉紧琴弦，琴发出的音调频率就高，反之则低。 自发辐射光极为常见，普通光源的发光就包含受激吸收与自发辐射过程。 前一过程是粒子由于吸收外界能量而被激发至高能态；后一过程是高能态 粒子自发地跃迁回低能态并同时辐射光子。当外界不断地提供能量时，粒 子就会不断地由受激吸收到自发辐射，再受激吸收，再自发辐射……如此 循环不止地进行下去。每循环一次，放出一个光子，光就这样产生了。以 电灯为例：接通电源后，电流流经灯泡中的发光物质——钨丝，钨丝被灼 热，使钨原子跃迁至高能态，然后又自发跃迁回低能态并同时辐射出光子， 于是灯泡就亮了。
第二章 激光焊接的基本原理
激光产生的三要素
三要素：激励源，工作介质，谐振腔
激光焊接技术简介
主要内容
第一章 激光的发展历程 第二章 激光焊接的基本原理 第三章 激光焊接工艺 第四章 激光焊接的特性 第五章 激光焊接的局限性 第六章 激光焊接的应用
第一章 激光的发展历程
1916年爱因斯坦提出受激辐射的概念，即处于高 能级的原子受外来光子作用，当外来光子的频率与其 跃迁频率恰好一致时，原子就会从高能级跃迁到低能 级，并发射与外来光子完全相同的另一光子，新发出 的光子不仅在频率方面与外来光子相一致，而且在发 射方向、偏振态以及位相等方面均与外来光子相一致， 因此，受激辐射具有相干性；在发生受激辐射时，一 个光子变成了两个光子，利用这个特点，可实现光放 大，并且能够得到自然条件下得不到的相干光．
处于高能级E2上的原子，受外来频率（满足hv=E2-E1 ）的光子的激 励，从E2跃迁到E1，发出一个和外来光子完全相同的光子，称为受激辐射。
受激辐射和自发辐射有本质的区别：前者是受激产生，后者是自发产 生；前者跃迁时产生的光子与外来光子在频率、相位、方向、和偏振方向 上完全一致，产生的光子相当于加强了外来光子的，即光放大作用，而后 者产生的光子在这些特性上彼此完全不相干。
第二章 激光焊接的基本原理
激光产生的基本理论
激光产生的基本理论是受激辐射，它是爱因斯坦在普朗克黑体辐射量 子化理论和玻尔的电子运动量子化轨道假设的基础上提出的。
1.原子能级和辐射跃迁 按照玻尔的氢原子理论，绕原子核高速旋转的电子具有一系列不连续 的轨道，这些轨道称为能级。当电子在不同的能级时，原子系统的能量是 不相同的，能量最低的能级成为基态。当电子由于外界的作用从较低的能 级跃迁到较高的能级时，原子的能量增加，从外界吸收能量。反之，电子 从较高能级跃迁到较低能级时，向外界发出能量。在这个过程中，若原子 吸收或发出的能量是光能（辐射能），则称此过程为辐射跃迁。发出或吸 收的光的频率满足普朗克公式（hv=E2-E1，h为普朗克常数6.626×1034J·s，v为光的频率，E2和E1分别为高能级和低能级的能量）。
受激辐射提出后，陆续有科学家进行研究。如1916-1930 年间拉登堡及其合作者对氖的色散的研究并于1933年绘制出 色散系数随放电带电流密度变化的曲线。1940年法布里坎特 首先注意到了负吸收现象。这一阶段发展并不迅速。到了第 二次世界大战之后，1947年兰姆和雷瑟夫指出通过粒子数反 转可以受激辐射，从此激光理论的研究开始突破。1952年帕 塞尔及其合作者实现了粒子数反转，观察到了负吸收现象。 第二年，韦伯产生了利用受激辐射诱发原子或分子，从而放 大电磁波的思想，进而提出了微波辐射器的原理。1957年斯 科威尔实现了固体顺磁微波激射器。既然微波可以激发受激 辐射，那么红外乃至可见光等也应该可以。1958年汤斯和肖 洛发表了著名的“红外与光学激射器”一文，1959年汤斯提 出了建造红宝石激光器的建议。终于1960年由休斯航空公司 的莱曼建造出第一部可用的激光装置。（从此人类拥有了激 光这一利器。Leabharlann 第二章 激光焊接的基本原理
激光产生的基本理论
2、自发辐射、受激吸收和受激辐射 自发辐射的特点是：由于物质(发光体)中每个粒子都独立地被激发到
高能态和跃迁回低能态，彼此间没有任何联系，所以各个粒子在自发辐射 过程中产生的光子没有统一的步调，不仅辐射光子的时间有先有后，波长 有长有短，而且传播的方向也不一致。因为自发辐射光是由这样许许多多 杂乱无章的光子组成的，所以我们通常见到的光，是包含许多种波长成份 (即多种颜色)、射向四面八方的杂散光。阳光、灯光、火光等普通光都属 于自发辐射光。
第二章 激光焊接的基本原理
激光产生的基本理论
3、粒子数反转
在平衡状态下，粒子（原子、分子等）在各能级的分布满足玻尔 兹曼公式，即能级的能量愈高，上面的粒子数越少。这时如果给粒子 系统提供一个外来能量，使低能级上的粒子吸收能量跃迁至高能级上， 使高能级上的粒子吸收能量跃迁到高能级上，使高能级上的粒子数多 于低能级上的粒子数，这个过程即称为粒子集居数反转。只有在两个 形成了粒子数反转的能级之间，受激辐射的分量才能大于受激吸收， 光才能得到放大。