激光焊接基本原理讲解
激光焊接机的原理
激光焊接机的原理作为一种现代化的焊接技术，激光焊接已经在各种行业中被广泛应用。
它的成功离不开它独特的工作原理。
本文将详细解析激光焊接机的工作原理。
一、激光焊接简介激光焊接旨在利用激光束的高聚焦能力，将能量精确地聚焦在一个非常小的区域内，从而使两个物体粘合在一起。
用于激光焊接的激光器非常强大，能够产生高能量密度，使金属表面瞬间熔化。
当激光束在母材中扫过时，会在焊缝地区形成一个熔融坑。
这个熔融坑以非常高的速率冷却，从而形成一个牢固的焊缝，并能够保留所焊接材料的各种有益物理特性。
二、激光焊接机的技术原理1. 激光产生激光焊接机使用激光器发生器产生高强度、高能量的激光束。
激光器发生器中包含一个激光介质，例如Nd：YAG或Nd：YVO4晶体。
在正常条件下，这些晶体中的粒子处于低能量状态，而经过特定的处理后，激发它们并将它们转移到高能量状态。
当这些粒子返回到低能量状态时，它们会放出一种特殊的能量形式——激光束。
2. 激光束激光束是由激光器发生器产生的，它的波长通常在400nm到1064nm之间。
激光束由激光器发生器中的反射镜反射并集中在透镜上，进而形成高密度、高强度的光束。
通过透镜调焦，可以将激光束精密地聚焦到小于0.2mm的焦点。
3. 板材熔化激光束焦点经由对焊件（例如板材）的扫描或自由移动，以产生分化，其功率密度高于材料的熔化点，从而在扫描过程中的瞬间在工件表面形成一定深度的熔池。
通过对激光束、扫描速度和加工监控等核心参数进行控制，可以确保焊缝的深度和宽度。
4. 累积形成焊缝在建造焊缝的过程中，激光焊接机通过缓慢移动激光光束并剥离一层层，逐个建造焊缝的部分。
在光斑运动的时间内，银合金流体持续加入到光斑，因为银是难熔液体，所以从光斑周围的光斑内推动挤压，光束中的盐类,即镁和氯化物溶解到熔体中，保证了光斑和银之间的黏附。
完成焊缝后，光束向其余焊接部分移动，以逐步焊接整个工件。
总之，通过连续控制激光束的位置和强度，利用金属材料迅速熔化并重新凝固，就能快速、准确地完成焊接工作。
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。
激光焊接原理讲解
激光焊接也是激光技术发展的一种，她在制造业种的应用不亚于激光打标机、激光切割机，今天我们来了解一下的她的基本原理：1.用激光束作为热源的焊接方法。
焊接时，将激光器发射的高功率密度(108～1012 瓦/厘米2 )的激光束聚缩成聚焦光束，用以轰击工件表面，產生热能，熔化工件(见图激光焊示意图)。
2.激光束是具有单一频率的相干光束，在发射中不产生发散，可用透镜聚缩为一定大小的焦点(直径为0.076～0.8毫米)。
小焦点激光束可用于焊接﹑切割和打孔﹔大焦点激光束可用于材料表面热处理。
激光束可利用反射镜任意变换方向，因而能焊接一般焊接方法无法接近的工件部位。
如采用光导纤维引导激光束，则更能增加焊接的灵活性。
激光器分固体激光器和气体激光器。
固体激光器所用材料为红宝石﹑釹玻璃等。
固体激光器输出能量小，约为1～50焦耳，产生脉冲激光，其加热脉冲持续时间极短(小于10毫秒)，因而焊点可小到几十至几百微米，焊接精度高，适于0.5毫米以下厚度的金属箔片的点焊﹑连续点焊或直径0.6毫米以下的金属丝的对接焊，固体激光器广泛用于焊接微型﹑精密﹑排列密集﹑对受热敏感的电子元件和仪器部件。
气体激光器所用材料为二氧化碳或氬离子气等，功率大(15～25000瓦)，可产生连续激光，能进行连续焊接，可焊0.12～12毫米厚的低合金钢﹑不锈钢﹑镍﹑鈦﹑铝等金属及其合金。
小功率二氧化碳激光器还可焊接石英﹑陶瓷﹑玻璃和塑料等非金属材料。
激光焊件质量高，有时超过电子束焊焊件的质量。
激光焊接机，，特别是大功率激光焊接机，成本高，效率甚低，一般只达5～10％，最佳为20％，穿透能力也不及电子束。
但用激光束可在空气中或保护气体中焊接，比电子束焊方便。
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。
激光焊接基本原理讲解
激光焊接基本原理讲解激光焊接是一种高能密度、高速度、高精度的焊接技术，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子制造、通信设备等领域。
激光焊接基本原理主要包括光学原理、热传导原理、材料相互作用原理和焊接过程控制原理。
光学原理是激光焊接的基础。
激光是一种特殊的光束，具有单色性、相干性和方向性。
激光器通过电子激发的方式产生一束具有高能量密度的光，然后经过光束整形、光束传输和光束聚焦等步骤，将光束聚焦到焊接接头上，形成一个焦点，使焊接接头处的工件局部加热至熔化或变软状态。
热传导原理是激光焊接中的重要因素。
激光焊接是通过加热工件表面使其熔化，并通过热传导使熔化区域扩散到接缝两侧，实现焊接连接。
当激光束聚焦到焊接接头上时，光能被吸收并转化为热能，工件表面温度迅速升高，超过了金属的熔点，从而使接头处的金属熔化。
然后，由于热传导作用，熔化区域的温度逐渐降低，热量向接头两侧传导，使熔化区域逐渐扩散到接头两侧的工件上，最终形成一道连续的焊缝。
材料相互作用原理是指激光和材料之间的相互作用过程。
激光通过与工件表面相互作用，使金属吸收激光能量并转化为热能，从而引发熔化和变形。
金属在激光束的作用下，表面的氧化物和附着物会蒸发或溶解，使金属表面得到净化。
同时，激光还能通过与金属表面的反射和散射以及与烟雾或气体的相互作用，影响激光束的传输和能量聚焦效果。
焊接过程控制原理是激光焊接的关键。
激光焊接过程中，需要控制激光功率、焦距、焊接速度和焊接时间等参数，以实现理想的焊接效果。
激光功率直接影响焊接接头的熔化和热影响区大小，过高或过低的功率都会影响焊接质量。
焦距决定焦点的位置和焦点大小，过大或过小的焦距都会导致焊接效果不理想。
焊接速度和焊接时间决定了焊缝的宽度和深度，过快或过慢的速度都会对焊接质量产生影响。
综上所述，激光焊接基本原理包括光学原理、热传导原理、材料相互作用原理和焊接过程控制原理。
通过理解和控制这些原理，可以实现高能量密度、高速度和高精度的激光焊接，提高焊接质量和生产效率。
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使用激光束来进行焊接的方法。
它利用激光束的高能量和高聚焦度，将材料加热到熔点或者融化状态，从而实现材料的焊接。
激光焊接技术已广泛应用于各个行业，包括汽车制造、电子设备制造、航空航天工业等。
激光焊接技术的原理是利用激光器产生的激光束，经过透镜聚焦后，将高能量的激光束集中到焊接接头上。
当激光束照射到材料上时，它会与材料表面的原子或者分子产生相互作用，将光能转换为热能。
这样，就可以在局部区域内使材料加热到高温，从而达到焊接的目的。
激光焊接技术的工艺分析主要包括焊接参数的选择和焊接过程的控制。
焊接参数的选择是激光焊接工艺中非常重要的一环。
它包括激光功率、激光束的聚焦度、焊接速度等参数的选择。
激光功率的选择要根据焊接材料的种类和厚度来确定，功率过低会导致焊接质量不理想，功率过高会使焊接区域过热。
激光束的聚焦度决定了焊接区域的尺寸和能量密度，它的选择要根据焊接接头的形状和尺寸来确定。
焊接速度的选择要根据焊接接头的材料和厚度来确定，速度过快会导致焊接区域充分融化不充分，速度过慢会使焊接区域过热。
焊接过程的控制是保证激光焊接质量的关键。
焊接过程的控制包括焊接接头的准备、激光束的照射、焊接区域的保护、焊接过程的监控等。
焊接接头的准备包括清洁表面、调整焊接接头的形状和尺寸等。
激光束的照射要保证激光束的聚焦度和焊接速度均匀稳定。
焊接区域的保护可以采用惰性气体保护或者真空环境，以防止氧化和污染。
焊接过程的监控可以通过温度传感器、红外摄像头等设备来实现，以保证焊接过程的质量和稳定性。
激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法。
它的原理是利用激光束将材料加热到熔点或者融化状态，然后实现材料的焊接。
激光焊接技术的工艺分析包括焊接参数的选择和焊接过程的控制，这些都是保证激光焊接质量的关键。
激光焊接技术的应用前景非常广阔，它将继续在各个领域中发挥重要作用。
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。
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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。
K 、对带绝缘层的导体可直接进行焊接,对性能相差较大的异种金属也可焊接。
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体侵入;而深熔焊时,小孔的不断关闭能导致气孔。
传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换,由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。
激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变, 即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成,然后再转变为小孔方式。
1、激光焊接的焊缝形状对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处的熔化金属,由于材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔,随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝,其焊缝形状深而窄,即具有较大的熔深熔宽比, 在高功率器件焊接时, 深宽比可达 5:l , 最高可达 10:1。
四种焊法在 316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形状的比较,对比的结论有以下几点:(1激光焊和电子束焊比 TIG 和等离子焊的主要优点相似:焊缝窄、穿透深、焊缝两边平行、热影响区小; (2TIG和等离子焊投资少, 广泛应用了许多年, 经验比较多; (3激光焊和电子束焊在高生产率方面优势大得多。
但电子束焊须在真空室或局部真空中进行。
也可在空气中,但熔透能力比激光焊差; (4激光焊和电子束焊, 焊缝窄且热影响区小,因而变形最小。
2、激光焊接焊缝的组织性能采用大功率激光光束焊接时,因其能量密度极高,被焊工件经受快速加热和冷却的热循环作用,使得焊缝和热影响区区域极窄,其硬度远远高于母材,因此,该区域的塑性相对较低。
为了降低接头区域的硬度,应采取焊接前预热和焊后回火等相应的工艺措施。
激光回火是一种在激光焊后随即采用非聚焦的低能量密度光束对焊道进行多道扫描从而降低焊缝硬度的新工艺。
激光焊接金属及热影响区的组织和硬度是由化学成分和冷却速度决定的。
在激光焊接中,现行焊接工艺一般不需要填充金属。
在这种情况下,焊缝的组织和硬度主要由钢板的化学成分和激光照射条件来决定。
采用填充焊丝的激光焊接由于可以选择任意合金成分的焊丝作为最佳的焊缝过渡合金,因而可以保证两侧母材的联结具有最佳性能。
可以对高熔点、高热导率、物理性质差异较大的异种或同种金属材料进行焊接,可以得到无污染、杂质少的焊缝。
激光焊接加热速度快,焊接熔池迅速冷却,与普通的常规焊接在金相组织上有着很大的区别。
二、激光焊接的应用领域1、制造业应用激光拼焊 (TailoredBlandLaserWelding技术在国外轿车制造中得到广泛的应用,据统计, 2000年全球范围内剪裁坯板激光拼焊生产线超过 100条,年产轿车构件拼焊坯板 7000万件,并继续以较高速度增长。
国内生产的引进车型 Passat , Buick , Audi 等也采用了一些剪裁坯板结构。
日本以 CO2激光焊代替了闪光对焊进行制钢业轧钢卷材的连接,在超薄板焊接的研究,如板厚 100微米以下的箔片,无法熔焊,但通过有特殊输出功率波形的 YAG 激光焊得以成功,显示了激光焊的广阔前途。
日本还在世界上首次成功开发了将 YAG 激光焊用于核反应堆中蒸气发生器细管的维修等,在国内苏宝蓉等还进行了齿轮的激光焊接技术。
2、粉末冶金领域随着科学技术的不断发展,许多工业技术上对材料特殊要求,应用冶铸方法制造的材料已不能满足需要。
由于粉末冶金材料具有特殊的性能和制造优点,在某些领域如汽车、飞机、工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料, 随着粉末冶金材料的日益发展, 它与其它零件的连接问题显得日益突出, 使粉末冶金材料的应用受到限制。
在八十年代初期,激光焊以其独特的优点进入粉末冶金材料加工领域,为粉末冶金材料的应用开辟了新的前景, 如采用粉末冶金材料连接中常用的钎焊的方法焊接金刚石,由于结合强度低,热影响区宽特别是不能适应高温及强度要求高而引起钎料熔化脱落,采用激光焊接可以提高焊接强度以及耐高温性能。
3、汽车工业20世纪 80年代后期,千瓦级激光成功应用于工业生产,而今激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业, 成为汽车制造业突出的成就之一。
德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在 20世纪 80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接, 90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。
意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本的日产、本田和丰田汽车公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺,高强钢激光焊接装配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得越来越多, 根据美国金属市场统计,至 2002年底,激光焊接钢结构的消耗将达到 70000t 比 1998年增加 3倍。
根据汽车工业批量大、自动化程度高的特点,激光焊接设备向大功率、多路式方向发展。
在工艺方面美国 Sandia 国家实验室与 PrattWitney 联合进行在激光焊接过程中添加粉末金属和金属丝的研究, 德国不莱梅应用光束技术研究所在使用激光焊接铝合金车身骨架方面进行了大量的研究,认为在焊缝中添加填充余属有助于消除热裂纹,提高焊接速度,解决公差问题,开发的生产线已在奔驰公司的工厂投入生产。