在进行激光焊接时一般薄板焊接采用_在进行激光焊接时一般薄板焊接采用什么

本文目录一览：

• 1、激光复合焊接的技术要领
• 2、焊接知识的问题
• 3、激光焊用什么焊条?
• 4、激光焊接薄板用什么接法？

激光复合焊接的技术要领

一，概述

激光（Laser）是利用辐射激发光放大原理而产生一种单色、方向性强、光亮度大的光束经透射或反射镜聚焦后获得高密度功率的能束。它可用于焊接、切割和材料表面处理的热源。激光焊（LW）是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密的焊接方法。按照激光发生器工作性质的不同激光分为固体、液体、气体、半导体等激光；按照激光对工件的作用和激光器输出能量的不同激光焊可分为连续激光焊和脉冲激光焊；按照激光聚焦后光斑作用在工件上的功率密度激光焊可分为传热焊（熔透焊）和深熔焊（锁孔焊、穿孔焊、小孔焊）。

激光焊机主要由激光器（核心部分，目前主要是YAG固体激光器和CO2气体激光器）、光束传输和聚焦系统、焊炬、工作台、电源和控制装置、气源、水源、操作盘数控装置等组成。目前常见激光焊机的型号有：HH200～500、XHY-LF200～3000、NJH-30、JKg、DH-WM01、GD-10-1等等。主要应用在航空、电子议表、机械、汽车、医疗、食品、核能等领域。

激光焊有其显著的优点：具有很高功率密度（10³W/cm²）,可小孔焊和高速焊；激光能发射、透射，能通过光纤、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦，特别适于微型另件、难以接近的部位或远距离的焊接；一台激光器可供多个工作台进行不同的工作（焊接、切割、合金化、热处理等）；激光可穿过玻璃等透明物体，适于在玻璃制成的密封容器内焊接铍合金等剧毒材料；激光不受电磁场影响，没有X射线；激光在大气中损耗不大，也不需要真空保护；除了能焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、硅钢、铝、钛等有色金属，在一定条件下，铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜-铜、低碳钢-铜、不锈钢-铜等异种金属材料可进行激光焊，也可以焊接金属与陶瓷、玻璃、复合材料等非金属，对于高熔点金属、非金属材料（陶瓷、有机玻璃等）、对热输入敏感的材料进行激光焊，焊后无需热处理。激光焊没有得到广泛应用主要是：价格太贵；对焊件加工、组装、定位要求高；光能转换率低（10～20%）。

二，激光复合焊介绍

为了扩大激光焊的应用范围、提高激光焊的质量、增加焊件厚度以及避免单纯激光焊的局限性，便出现了新的焊接工艺：激光复合焊，这里要注意激光复焊的优点不单单是两种焊接方法的叠加！特别是能量的利用率远远大于两种热源的简单相加。激光复合焊的优点在于：能量利用率提高，母材处于固态时对激光的吸收率很低，而熔化后对激光的吸收率提高到50～100%；熔深增加很多，在电弧的作用下，母材熔化形成熔池，而激光又作用在电弧形成的底部，加上液态金属对激光束的吸收率高，因此激光复合焊要比单纯激光焊熔深要大；电弧很稳定，比如单独用TIG或MIG焊接时，焊接电弧有时不稳定特别是在小电流情况下，当焊接速度提高到一定值时会引起电弧漂移，而采用激光复合焊时，激光产生的等离子体有助于稳定电弧；提高激光焊接时对接接头间隙的适应性，降低激光焊的装配精度从而实现高效率。

1，激光焊的工艺参数，脉冲激光焊有四个主要参数：脉冲能量、脉冲宽度、功率密度和离焦量；连续激光焊的参数主要有：激光功率、焊接速度、光斑直径、离焦量、保护气体的种类和流量等；双光束激光焊的参数有：光束排布方式、间距、两光束角度、聚焦位置、两光束的能量比等。激光复合焊种类有：激光-电弧复合焊、激光-高频焊、激光-压焊、激光-钎焊等；其中激光-电弧焊最为常见，如激光-氩弧焊（TIG）、激光-气保焊（MIG）等。按照激光与电弧的相对位置不同有：同轴复合式、交叉复合式、偏离复合式。

2,应用在大厚板深熔焊接，由于单纯激光焊严格的装配要求和大功率激光器成本高限制了厚板焊接。采用激光-电弧复合焊可进行厚板深熔焊接，并且提高对焊接坡口的制备、光束对中性和接头装配间隙的适应性。在造船业得到很好的应用，对于低合金高强度钢可不预热焊接，用激光-电弧复合焊单道焊熔深可达15mm,双道焊熔深达30mm焊接变形量仅为双丝焊的1/10，焊接厚度16mm的T形接头焊接速度可达3m/min。

3，应用在铝合金的激光焊接，激光焊接铝合金存在反射率大，易产生气孔、裂纹、成分变化等问题。采用激光-电弧复合焊，由于电弧的作用，激光束能够直接照射到液态熔池表面，增大吸收率，提高熔深。采用交流TIG或直流反接，可在激光焊前面清理氧化膜，同时电弧形成的熔池在激光束前方移动，增大熔池与固态金属之间的润湿性，防止咬边。

4，应用在搭接接头，搭接焊缝广泛应用于汽车的框架和底板结构中，目前汽车壳体焊接中很多都采用了镀锌钢板搭接焊和铝板焊接。采用激光-电弧复合焊可以减小焊接部件的变形量、消除下凹、咬边等缺陷，并大大提高焊接速度。比如：采用10kW的CO2激光与MIG电弧复合热源焊接低碳钢板的搭接接头，可实现间隙为0.5～1.5mm的搭接焊，熔深可达地板厚度的40%。又如：采用2.7kW的YAG激光-MIG电弧复合高速焊接的铝合金搭接接头，焊接速度可达8m/min。

5，应用在薄板高速焊上，激光高速焊接薄板的主要问题是焊缝成形连续性差，焊道表面易出现隆起等缺陷。采用等离子弧辅助YAG或CO2激光进行薄板（0.14mm）复合焊接，焊接速度为单独激光焊提高1倍，即使焊接速度达到100m/min电弧也很稳定，可获得较宽的焊道和光滑的焊缝表面。

三，焊后处理

一般地讲激光焊焊后不处理，但对于像马氏体、铁素体不锈钢等有淬火倾响的材料要进行焊后热处理。

焊接知识的问题

焊接方法的分类焊接方法分类

一般都根据热源的性质、形成接头的状态及是否采用加压来划分。

1、熔化焊

熔化焊是将焊件接头加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。它包括气焊、电弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、等离子弧焊、堆焊和铝热焊等。

2、压焊

压焊是通过对焊件施加压力（加热或不加热）来完成焊接的方法。它包括爆炸焊、冷压焊、摩擦焊、扩散焊、超声波焊、锻焊、高频焊和电阻焊等。

3、钎焊

钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，在加热温度高于钎料低于母材熔点的情况下，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。它包括硬钎焊（用熔点高于450℃的钎料铜、银、镍合金进行焊接）、软钎焊（用熔点低于450℃的钎料铅、锡合金进行焊接）等。又分为火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、盐浴钎焊、电子束钎焊、真空钎焊。

焊接的特点及应用

焊条电弧焊

电弧是两带电导体之间持久而强烈的气体放电现象。 在焊接中，采用直流电焊机时，有正接和反接两种方法。而大量使用的是交流电弧焊设备，电极的极性频繁交变，不存在极性问题，

1）正接——焊件接电源正极，焊条接负极。一般焊接作业均采用正接法。

2）反接——焊件接电源负极，焊条接正极。一般焊接薄板时，为了防止烧穿，采用反接法进行焊接作业。

埋弧自动焊

电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，称为埋弧焊。埋弧焊的引弧、送进焊条一般均由自动装置来完成，因此又称为埋弧自动焊。埋弧自动焊的主要特点

1、生产率高

2、焊接质量高而且稳定

3、节约焊接材料

4、改善了劳动条件

5、适用于平焊长直焊缝和较大直径的环形焊缝。对于短焊缝、曲折焊缝、狭窄位置及薄板的焊接，不能发挥其长处。

埋弧自动焊的工艺特点

1、焊前准备工作要求严格

2、焊接熔深大

3、采用引弧板和引出板

4、采用焊剂垫或钢垫板

5、采用导向装置

等离子弧焊与切割 等离子弧焊的特点

1、能量密度大，温度梯度大，热影响区小，可焊接热敏感性强的材料或制造双金属件。

2、电弧稳定性好，焊接速度高，可用穿透式焊接，使焊缝一次双面成型，表面美观，生产率高。

3、气流喷速高，机械冲刷力大，可用于焊接大厚度工件或切割大厚度不锈钢、铝、铜、镁等合金。

4、电弧电离充分，电流下限达0.1A以下仍能稳定工作，适合于用微束等离子弧（0.2~30A）焊接超薄板（0.01~2mm），如膜盒、热电偶等。

气体保护焊

一、氩弧焊

使用氩气作为保护气体的气体保护焊称为压弧焊。

氩气是惰性气体，可保护电极和熔化金属不受空气的有害作用。

氩弧焊按所用电极的不同分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种。

1、非熔化极氩弧焊

电极只作为发射电子、产生电弧用，填充金属另加。

常用掺有氧化钍或氧化铈的钨极，其特点是电子热发射能力强，熔点沸点高（为3700K和5800K）。

2、熔化极氩弧焊

钨极氩弧焊电流小、熔深浅。中厚以上的钛、铝、铜等合金的焊接多选用高生产率的熔化极氩弧焊。

3、氩弧焊的特点

（1）由于氩气的保护，它适于各类合金钢、易氧化的有色金属，以及锆、钽、钼等稀有金属的焊接。

（2）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，成形美观，焊接变形小。

（3）明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。

（4）钨极脉冲氩弧焊接可焊接0.8mm以下的薄板及某些异种金属。

二、二氧化碳气体保护焊

利用CO2作为保护气体的气体保护焊，称为二氧化碳气体保护焊。

它的保护作用主要是使焊接区与空气隔离，防止空气中的氮气对熔化金属的有害作用。

焊接时：

2CO2=2CO+O2

CO2=C+O2

因此焊接是在CO2、CO、O2氧化气氛中进行的。

二氧化碳气体保护焊的特点：

1、焊速高，可实现自动焊，生产率高。

2、为明弧焊接，易于控制焊缝成形。

3、对铁锈敏感性小、焊后熔渣少。

4、价格低廉。

5、焊接飞溅与气孔仍是生产中的难点。

真空电子束焊

真空电子束焊是利用定向高速运动的电子束流撞击工件使动能转化为热能而使工件熔化，形成焊缝。

真空电子束焊的特点：

1、在真空中进行焊接，焊缝纯净、光洁，呈镜面，无氧化等缺陷。

2、电子束能量密度高达108瓦/厘米2，能把焊件金属迅速加热到很高温度，因而能熔化任何难熔金属与合金。熔深大、焊速快，热影响区极小，因此对接头性能影响小，接头基本无变形。

摩擦焊

摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热量，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶锻完成焊接的一种压焊方法。

摩擦焊的特点：

1、由于摩擦，焊件接触表面的氧化膜和杂质被清楚，使焊接接头组织致密，不产生气孔和夹渣等缺陷。

2、即可焊同种金属，更适合于异种金属的焊接。

3、生产率高。

电阻焊

电阻焊是在焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的工艺方法。

电阻焊的种类很多，常用的有点焊、缝焊和对焊三种。

一、点焊

点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用于薄板焊接。

点焊的工艺过程：

1、预压，保证工件接触良好。

2、通电，使焊接处形成熔核及塑性环。

3、断点锻压，使熔核在压力继续作用下冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹的焊点。

二、缝焊

缝焊是将焊件装配成搭接或对接接头，并置于两滚轮电极之间，滚轮加压焊件并转动，连续或断续送电，形成一条连续焊缝的电阻焊方法。

缝焊主要用于焊接焊缝较为规则、要求密封的结构，板厚一般在3mm以下。

三、对焊

对焊是使焊件沿整个接触面焊合的电阻焊方法。

1、电阻对焊

电阻对焊是将焊件装配成对接接头，使其端面紧密接触，利用电阻热加热至塑性状态，然后断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法，

电阻对焊主要用于截面简单、直径或边长小于20mm和强度要求不太高的焊件。

2、闪光对焊

闪光对焊是将焊件装配成对接接头，接通电源，使其端面逐渐移近达到局部接触，利用电阻热加热这些接触点，在大电流作用下，产生闪光，使端面金属熔化，直至端部在一定深度范围内达到预定温度时，断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法。

闪光焊的接头质量比电阻焊好，焊缝力学性能与母材相当，而且焊前不需要清理接头的预焊表面。闪光对焊常用于重要焊件的焊接。可焊同种金属，也可焊异种金属；可焊0.01mm的金属丝，也可焊20000mm的金属棒和型材。

激光焊

激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。

激光焊的特点：

1、激光焊能量密度大，作用时间短，热影响区和变形小，可在大气中焊接，而不需气体保护或真空环境。

2、激光束可用反光镜改变方向，焊接过程中不用电极去接触焊件，因而可以焊接一般电焊工艺难以焊到的部位。

3、激光可对绝缘材料直接焊接，焊接异种金属材料比较容易，甚至能把金属与非金属焊在一起。

激光焊用什么焊条?

模具钢

激光焊接机可适用于S136，SKD-11，NAK80，8407，718，738，H13，P20，W302，2344等型号的模具钢焊接，且焊接效果较好。

2、碳钢

碳钢采用激光焊接机进行焊接，效果良好，其焊接质量的好坏取决于杂质含量。为了获得良好的焊接质量，碳含量超过0.25%时需要预热。当不同含碳量的钢相互焊接时，焊炬可稍偏向低碳材料一边，以确保接头质量。由于激光焊接机焊接时的加热速度和冷却速度非常快，所以在焊接碳素钢时。随着含碳量的增加，焊接裂纹和缺口敏感性也会增加。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接，但需要进行预热和焊后处理，以消除应力，避免裂纹产生。

3、合金钢

低合金高强度钢的激光焊接，只要所选择的焊接参数适当，就可以得到与母材力学性能相当的接头。

4、不锈钢

一般的情况下，不锈钢的焊接比常规的焊接更易于获得优质接头。由于激光焊接高的焊接速度和热影响区很小，减轻了不锈钢焊接时的过热现象和线膨胀系数大的不良影响，焊缝无气孔、夹杂等缺陷。与碳钢相比，不锈钢由于具有低的热导系数、高的能量吸收率和熔化效率更容易获得深熔窄焊缝。用小功率激光焊焊接薄板，可以获得外观上成形良好、焊缝平滑美观的接头。

5、铜及铜合金

焊接铜和铜合金易产生未熔合与未焊透的问题，因此应采用能量集中、大功率的热源并配合预热措施；在工件厚度较薄或结构刚度较小，无防止变形措施时，焊后很容易产生较大的变形，而当焊接接头受到较大的刚性约束时，易产生焊接应力；焊接铜及铜合金时还易产生热裂纹；气孔是铜及铜合金焊接时的常见缺陷。

6、铝及铝合金

铝及铝合金是高反射性材料，铝及其合金焊接时，随着温度的升高，氢在铝中的溶解度急剧增大，溶解的氢成为焊缝的缺陷源，焊缝中多存在气孔，而深熔焊时根部可能出现空洞，焊道成形较差。

金属材料的特性决定了焊接的工艺。下面分析以下几点金属激光焊接的注意事项：

1、金属材料的冷却速度快，这是因为金属里面的含碳量所决定的，它对金属材料的脆化、微裂纹及疲劳强度等有影响。

2、在焊接过程中，金属合金中的高挥发合金元素从熔池里挥发出来，会导致气孔的产生，还可能会产生咬边现象。

3、在焊接碳钢材料时，材料的含碳量应低于2%，当含碳量高过3%时，激光焊接的难度就会增加，冷裂纹倾向加大，增加材料在疲劳和底纹条件下的脆断倾向，接头设计中考虑焊缝的一定收缩量，有利于降低焊缝和热影响区残余应力和裂纹倾向。

4、当激光焊接机碳含量高过3%的金属和碳含量低于3%金属时，可采用偏执焊缝的形式这样有利于限制马氏体的转变，可以消除应力，减少裂纹的产生，既可以减少淬火速率还能减少裂纹倾向。

5、无论是脉冲激光焊接还是连续激光焊接，一般脉冲激光焊接机可以减少热输入量，还能减少热裂纹的产生和工件的变形。

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激光焊接薄板用什么接法？

不锈钢薄板由于其导热系数很小，大约只有普通低碳钢的三分之一，约束度较小，所以在焊接过程中一旦局部受到加热和冷却的作用，就会形成不均匀的应力与应变，焊缝的纵向收缩对不锈钢薄板的外缘产生一定压力，一旦压力过大就会造成工件的波浪式变形，不但影响美观还会波及到工件的质量，除此之外还会出现过烧、烧穿的问题。

光纤激光焊接机的出现就很好的解决了这一难题，它将激光光束传输至光纤，经过一系列的处理之后在实施焊接的一种方法，能实现脉冲与连续的焊接，解决了不锈钢薄板焊接过程中容易出现的变形以及焊缝美观等各类问题。这种设备配置了高智能的摄像监视系统，操作起来更方便精确，对各种复杂的焊缝还能够进行非接触焊接，而且可以实现自动化生产，这在激光焊接技术上是一大突破。

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