光纤激光焊接工艺原理
激光焊接原理及工艺应用
相干性好： 普通光源上不同点发出的光在不同方向上、不同时间里都是杂乱无章的，经过透镜后也不可能会聚在一点上。 激光与普通光相比则大不相同。因为它的频率很单纯，从激光器发出的光就可以步调一致地向同一方向传播，可以用透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中起来，这就叫相干性高。一台巨脉冲红宝石激光器的亮度可达1015w/cm2·sr，比太阳表面的亮度还高若干倍。方向性强 激光的方向性比现在所有的其他光源都好得多，它几乎是一束平行线。如果把激光发射到月球上去，历经38.4万公里的路程后，也只有一个直径为2km左右的光斑。单色性好： 受激辐射光（激光）是原子在发生受激辐射时释放出来的光，其频率组成范围非常狭窄，通俗一点讲，就是受激辐射光单色性非常好，激光的“颜色”非常的纯（不同颜色，实际就是不同频率）。激光的单色性是实现激光加工的重要因素。我们可以通过简单的物理实验来说明这个问题亮度高
激光器分类
YAG脉冲激光焊接机由于加工精度高，热输入量小，工件变形小，生产效率快，自动化程度高等优点，被广泛应用于IT消费类电子产品的加工制造中
2、激光焊接原理及特性
激光焊接原理
激光焊接原理
激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功率密度等特性进行工作，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。
激光焊接的特性
焊接方式
热影响区
热变形
焊缝质量
是否添加焊料
焊接环境
激光焊接
较小
较小
较好
否
无要求
电子束焊
较小
较小
较好
否
真空
等离子弧焊
一般
一般
一般
是
《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
光纤激光器的原理及应用
光纤激光器的原理及应用光纤激光器的工作原理是通过受激辐射的过程产生激光。
首先，通过把电能、光能等能量输入石英玻璃纤维中，激发其中的电子从基态跃迁到激发态，电子在激发态寿命极短，相互作用强烈，从而形成了大量的受激辐射和激光产生，最后在光纤的末端通过光束输出。
1.制造业：光纤激光器在制造业中有广泛的应用，如切割、焊接和打标。
由于激光光束的高能量密度和小发散性，激光切割和激光焊接在金属加工中得到了广泛应用。
光纤激光器的高功率和高能量密度可实现更精确的切割和焊接，提高生产效率。
2.医疗领域：光纤激光器被广泛应用于医疗领域，例如激光手术、激光美容和激光治疗等。
光纤激光器的小尺寸和光纤的柔性使其能够在医疗设备中灵活使用，激光的高能量密度可精确控制和切割组织，可以用于手术刀替代、病变组织消融和切割等医疗操作。
3.通信领域：光纤激光器也广泛应用于通信领域，例如光纤通信和光纤传感。
光纤激光器的窄线宽和高功率输出能够提供更高的传输速率和传输距离，同时它的稳定性也能够保证信息的可靠传输。
光纤激光器在光纤传感中的应用主要是通过改变激光器输出的光强度或频率来检测物理变量，如温度、压力和应力等。
4.科学研究：在科学研究中，光纤激光器也扮演着重要的角色。
例如，在原子物理研究中，光纤激光器可用于冷却和操纵原子，使其接近绝对零度，从而研究量子行为。
在激光光谱学中，光纤激光器的高能量密度和带宽可用于光谱分析和材料表征等。
总之，光纤激光器凭借其小巧灵活、可靠性高、能量密度高、功率稳定等特点，在制造业、医疗、通信、科学研究等领域得到了广泛的应用。
随着光纤技术的不断发展和完善，光纤激光器在未来将继续发挥重要的作用，为各个领域的创新和发展提供有力支持。
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。
激光焊接的原理及应用技术
激光焊接的原理及应用技术1. 激光焊接的原理激光焊接是一种利用激光器产生的高能密度激光束，通过瞬时加热工件表面，使其局部融化并冷却固化，从而实现工件的连接的焊接方法。
其原理主要包括以下几个方面：1.激光束的产生：激光器通过在激活介质中产生受激辐射，使光源被放大和高度集中，最终形成激光束。
常用的激光器有Nd:YAG激光器和CO2激光器等。
2.激光束的聚焦：激光束经过透镜的聚焦，使光斑变小，能量密度增大，从而实现对工件表面的局部加热。
3.工件的表面反射与吸收：激光束在工件表面的反射与吸收决定了焊接的效果和速度。
通常选择适合工件材料的激光波长以及表面特性，以提高激光能量的吸收和减少反射。
4.瞬时加热与冷却固化：激光束聚焦后，对工件局部加热，使其达到熔点并融化。
然后，在激光束停止作用后，工件迅速冷却固化，从而实现焊接。
5.辅助装置：为了实现更好的焊接效果，常常使用辅助装置，如气体保护装置、焊缝支撑装置等，以控制焊接过程中的温度、压力和形状，从而实现高质量的焊接。
2. 激光焊接的应用技术激光焊接作为一种高效、精确的焊接方法，广泛应用于多个领域。
以下是激光焊接的一些主要应用技术：1.金属焊接：激光焊接在金属焊接领域有着广泛的应用。
它可以用于焊接各种金属材料，如钢、铝、铜等。
激光焊接具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等优点，在汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。
2.电子设备焊接：激光焊接可以精确控制焊接过程中的温度和形状，非常适用于微电子器件的焊接。
常见的应用包括电路板的微焊接、半导体器件的封装焊接等。
3.光纤连接：激光焊接在光纤通信领域也有重要应用。
激光焊接可以实现光纤端面的精确对接，提高光纤连接的质量和稳定性，从而提高光纤通信的效果。
4.医疗器械焊接：激光焊接在医疗器械的生产过程中起着重要作用。
激光焊接可以实现对生物材料的精确焊接，如钛合金、不锈钢等，用于制作人工关节、牙科器械等医疗器械。
5.精细零件焊接：激光焊接在微细零件的焊接上表现出优势。
激光焊接技术原理及工艺分析
激光焊接技术原理及工艺分析激光焊接技术是一种高效、精密的焊接方法，广泛应用于汽车制造、航天航空、电子电气、金属加工等领域。
它具有焊缝窄、热影响区小、焊接速度快、焊接变形小等优点，因此备受行业的青睐。
本文将对激光焊接技术的原理及工艺进行深入分析，以便更好地应用于实际生产中。
一、激光焊接技术原理激光焊接技术是利用高能密度激光束对工件进行局部加热，使其熔化并与填充材料熔合，从而实现焊接的一种焊接方法。
激光焊接技术的焊接原理主要包括热传导和熔化两个过程。
1. 热传导过程激光束照射到被焊接工件表面时，会迅速将能量转移到工件内部，并在其表面形成一个“热源区”。
在热源区内，温度迅速升高，使金属材料发生相变，从而产生熔化现象。
热传导过程是激光焊接的关键步骤，决定了焊接质量和效率。
2. 熔化过程一旦工件表面温度达到熔点，金属材料便开始熔化，并与填充材料一起形成一层融合的熔池。
激光束的高能密度可以使金属材料迅速熔化，从而实现高速、高效的焊接过程。
二、激光焊接工艺分析激光焊接工艺主要包括焊接设备、工艺参数、焊接过程控制等方面。
下面将分别对这些方面进行分析。
1. 焊接设备激光焊接的设备主要由激光器、光纤传输系统、焊接头及其控制系统等组成。
激光器是激光焊接的核心部件，它产生高能密度的激光束，然后通过光纤传输系统输送到焊接头。
焊接头通过镜片对激光束进行聚焦和调节，然后照射到工件表面进行焊接。
2. 工艺参数激光焊接的工艺参数包括激光功率、焦距、焊接速度、频率等多个方面。
这些参数的选择直接影响到焊接效果和质量。
一般来说，激光功率越大，焊接速度越快，焊接效果越好。
而焦距、频率等参数则需要根据具体的焊接材料和厚度进行调节。
3. 焊接过程控制激光焊接的过程控制是确保焊接质量的关键。
焊接过程需要对激光功率、焊接速度、焦距等参数进行精确控制，同时还需要考虑到工件的热变形、填充材料的均匀性等因素。
现代化的焊接设备通常配备了先进的焊接控制系统，能够通过实时监控和反馈机制来实现焊接过程的精确控制。
光纤激光焊接原理
光纤激光焊接原理
光纤激光焊接是一种利用高能量激光束来将两个或多个物体连接在一起的技术。
其原理是通过激光的高能量浓度将工件表面局部加热，使其局部熔化并融合在一起。
光纤激光焊接的过程一般包括以下几个步骤：
1. 激光束生成：通过激光器产生的强光束被导入光纤中进行传输。
2. 激光束聚焦：经过光纤传输后，激光束通过透镜被聚焦成一束高能量的光点。
3. 工件对准：将需要焊接的工件对准，使焊接点处于激光束的聚焦区域内。
4. 激光照射：激光束照射在工件焊接点上，局部区域被高能量光束瞬间加热。
5. 熔化和融合：被加热的局部区域迅速熔化，与相邻的工件材料融合在一起。
6. 冷却固化：熔化的区域在短时间内冷却，形成焊接接头，实现连接。
光纤激光焊接具有以下优势：
1. 高能量密度：激光束能够集中在很小的区域内传递能量，可实现快速且高质量的焊接加工。
2. 高精度控制：激光束的聚焦能力和光斑形状可通过透镜的调节进行精确控制，实现对焊接过程的高精度调节。
3. 非接触作业：激光束与工件之间无需接触，减少了对工件的损伤和变形风险。
4. 自动化程度高：光纤激光焊接可与自动化设备结合，实现生产线上的高效焊接作业。
综上所述，光纤激光焊接利用激光束的高能量浓度将工件局部加热并熔化，实现焊接点的瞬时融合。
该技术具有高能量密度、高精度控制、非接触作业和高自动化程度等优点，被广泛应用于各种材料的焊接和连接工艺中。
激光焊接基本原理
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。
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光纤激光焊接工艺原理
光纤激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。
它利用激光束的高能量密度和光纤的柔性传导特性，将工件表面局部加热，使其熔化并形成焊缝。
本文将从光纤激光焊接的原理、工艺参数、优势和应用领域等方面进行介绍。
一、光纤激光焊接的原理
光纤激光焊接的原理是利用激光束的高能量密度将焊接区域加热至熔点以上，使金属材料熔化并形成焊缝。
在光纤激光焊接中，激光器将激光束传输到焊接头部，然后通过光纤将激光束传导到焊接点。
在焊接点，激光束与工件表面交互作用，产生局部加热。
随着工件加热，金属材料熔化并形成焊缝，然后冷却固化，实现焊接。
光纤激光焊接的原理主要包括两个方面：激光束与工件相互作用和激光能量的转化。
激光束与工件表面相互作用时，激光能量被吸收，使工件表面温度升高。
当温度达到熔点以上时，金属材料开始熔化。
激光能量的转化涉及激光束的吸收、传导和辐射。
激光束通过吸收介质的能量转化为热能，然后通过传导和辐射传输到焊接点。
二、光纤激光焊接的工艺参数
光纤激光焊接的工艺参数对焊接质量和效率起着重要作用。
其中，
激光功率、激光脉冲频率、焦距和光斑直径是影响焊接效果的关键参数。
1. 激光功率：激光功率决定了焊接过程中的能量输入量。
适当的激光功率可以保证焊缝的充分熔化和深度穿透，提高焊接质量。
2. 激光脉冲频率：激光脉冲频率决定了激光束的作用时间。
适当的脉冲频率可以控制焊接过程中的热输入量，实现焊接参数的精确控制。
3. 焦距：焦距是指激光束从激光头到焊接点的距离。
适当的焦距可以控制激光束的聚焦深度和焦斑直径，影响焊接深度和焊缝质量。
4. 光斑直径：光斑直径决定了激光束的能量密度分布。
适当的光斑直径可以实现焊接过程中的热输入均匀分布，提高焊接质量。
三、光纤激光焊接的优势
光纤激光焊接相比传统焊接方法具有许多优势。
1. 高能量密度：光纤激光焊接利用激光束的高能量密度，可以在较小的热影响区域内实现高温熔化，减少热影响和变形。
2. 高精度：光纤激光焊接具有较高的定位精度和焊接质量，可以实现精细焊接和微观组装。
3. 高效率：光纤激光焊接具有快速焊接速度和高效率的特点，可以提高生产效率和降低成本。
4. 柔性传导：光纤激光焊接采用光纤传导激光束，具有较大的工作距离和灵活性，适用于复杂工件的焊接。
四、光纤激光焊接的应用领域
光纤激光焊接广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等行业。
在汽车制造领域，光纤激光焊接可以用于车身零部件的焊接，如车门、车顶和车身衬板等。
它具有高强度、高密度的焊缝，可以提高车身的刚性和安全性。
在航空航天领域，光纤激光焊接可以用于航空发动机的燃烧室、涡轮叶片和航天器的结构件等。
它具有高精度和高可靠性的焊接质量，可以满足航空航天产品对焊接质量的严格要求。
在电子设备领域，光纤激光焊接可以用于电子元件的焊接和封装。
它具有微小的焊接热影响区域和高精度的焊接质量，可以实现微观组装和高密度电路的焊接。
光纤激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，具有很大的应用潜力。
通过理解光纤激光焊接的原理和工艺参数，我们可以更好地掌握光纤激光焊接技术，提高焊接质量和效率，推动相关行业的发
展。