激光焊接有几种方式,什么是激光焊接技术。
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激光焊接设备的焊接方式主要有哪几种
激光焊接是通过加热、加压,或两者并用,用或不用填充材料,使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。
激光焊接的机理有两种: (1) 热传导焊接; (2)激光深熔焊。
有哪六种激光复合焊接?
今天我们通发激光专门整理了一下,带大家了解一下六种激光复合焊接技术:
第一种。高频感应复合焊接技术:电磁感应是一种依赖于工件内部产生的涡流电阻热进行加热的方法,与激光一样属非接触性环保型加热,加热速度快,可实现加热区区域和深度的精确控制,特别适合于自动化材料加工过程,已在工业上得到了广泛的应用。
第二种。电弧复合焊接技术:电弧复合热源焊接方法早在20世纪80年代就由英国学者Steen提出,但自此以后很长时间内,科技工作者们并没有对其做更深一步的研究与发展。近年来,研究人员已经重新把注意力转移到这项技术上,并且尝试着结合激光与电弧的各自优点使两者获得最佳配合。
第三种。TIG复合焊接:激光与TIG复合焊接的特点是:1、利用电弧增强激光作用,可用小功率激光器代替大功率激光器焊接金属材料;2、在焊接薄件时可高速焊接;3、可增加熔深,改善焊缝成形,获得优质焊接接头;4、可以缓和母材端面接口精度要求。例如,当CO2激光功率为0.8KW,TIG电弧的电流为90A,焊接速度2m/min 时,可相当5KW的CO2激光焊机的焊接能力,5KW的CO2激光束与300A的TIG电弧复合,焊接速度0.5~5m/min 时,获得的熔深是单独使用5KW的CO2激光束焊接时的1.3~1.6倍。
第四种。等离子弧复合焊接:激光等离子复合采同轴方式,等离子弧由环状电极产生,激光束从等离子弧的中间穿过,等离子弧主要有两个功能:1、为激光焊接提供额外的能量,提高焊接速度,进而提高整个焊接过程的效率;2、等离子弧环绕在激光周围,可以产生热处理的效果,延长冷却时间,也就减少了硬化和残余应力的敏感性,改善了焊缝的微观组织性能。
第五种。MIG复合焊接:近年来的研究表明,激光-MIG复合热源焊接在中厚板焊接中拥有比较明显的优势。该焊接方法通过调节电弧与激光的相对位置,可有效地改善焊接适应性,提高对大间隙的适应性,改善焊缝成形,同时,输入的电弧能量能够调节冷却速度,进而改善微观组织。在激光与电弧相互作用下,焊接过程变得更加稳定,而且在增加熔深的同时提高焊接速度。焊接时,热输入相对较小,也就意味着焊后变形和焊接残余应力较小,这样可以减少焊接装夹、定位、焊后矫形处理等的时间。另外,这一方法的较突出的特点是自身能够比较稳定地填丝,从而比较容易改善焊缝冶金性能和微观组织结构。
第六种。双激光束焊接技术:在激光焊接过程中,由于激光功率密度大,焊接母材被迅速加热熔化、汽化,生成高温金属蒸汽。在高功率密度的激光的继续作用下,很容易生成等离子体云,不仅减小工件对激光的吸收,而且使焊接过程不稳定。如果在较大的深熔小孔形成后,减小继续照射的激光功率密度,而已经形成的较大深熔小孔对激光的吸收较多,结果激光对金属蒸汽的作用减小,等离子体云就能减小或消失。因而,用一束峰值功率较高的脉冲激光和一束连续激光,或者两束脉冲宽度、重复频率和峰值功率有较大差异的脉冲激光对工件进行复合焊接,在焊接过程中,两束激光共同照射工件,周期地形成较大深熔小孔,后适时停止一束激光的照射,可使等离子体云很小或消失,改善工件对激光能量的吸收与利用,加大焊接熔深,提高焊接能力。
[img]激光焊接工艺方法有哪些
一、激光焊接工艺参数:
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,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。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,功率密度在范围在104~106W/cm2。
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。
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。
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,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。按几何光学理论,当正负离做文章一相等时,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50~200us材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,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。
二、激光焊接工艺方法:
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、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。
3、金属丝与块状元件的焊接。采用激光焊接可以成功的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。
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。 激光钎焊 有些元件的连接不宜采用激光熔焊,但可利用激光作为热源,施行软钎焊与硬钎焊,同样具有激光熔焊的优点。采用钎焊的方式有多种,其中,激光软钎焊主要用于印刷电路板的焊接,尤其实用于片状元件组装技术。
三、采用激光软钎焊与其它方式相比有以下优点:
1、由于是局部加热,元件不易产生热损伤,热影响区小,因此可在热敏元件附近施行软钎焊。
2、用非接触加热,熔化带宽,不需要任何辅助工具,可在双面印刷电路板上双面元件装备后加工。
3、重复操作稳定性好。焊剂对焊接工具污染小,且激光照射时间和输出功率易于控制,激光钎焊成品率高。
4、激光束易于实现分光,可用半透镜、反射镜、棱镜、扫描镜等光学元件进行时间与空间分割,能实现多点同时对称焊。
5、激光钎焊多用波长1.06um的激光作为热源,可用光纤传输,因此可在常规方式不易焊接的部位进行加工,灵活性好。
6、聚焦性好,易于实现多工位装置的自动化。
四、激光深熔焊:
1、冶金过程及工艺理论。 激光深熔焊冶金物理过程与电子束焊极为相似,即能量转换机制是通过“小孔”结构来完成的。在足够高的功率密度光束照射下,材料产生蒸发形成小孔。这个充满蒸汽的小孔犹如一个黑体,几乎全部吸收入射光线的能量,孔腔内平衡温度达25000度左右。热量从这个高温孔腔外壁传递出来,使包围着这个孔腔的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽,小孔四壁包围着熔融金属,液态金属四周即围着固体材料。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔,小孔外材料在连续流动,随着光束移动,小孔始终处于流动的稳定态。就是说,小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动,熔融金属填充着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝,焊缝于是形成。
激光焊接的模式有哪两种
激光焊接机有两种基本形式:
激光焊接机有热导焊和深熔焊,前者所用激光功率密度较低(105~106W/cm2),工件吸收激光后,仅抵达表面熔化,然后依托热传导向工件内部传递热量构成熔池。这种焊接形式熔深浅,深宽比较小。
后者激光动车密度高(106~107W/cm2),工件吸收激光后敏捷熔化甚至气化,熔化的金属在蒸汽压力作用下构成小孔激光束可直照孔底,使小孔不断延伸,直至小孔内的蒸汽压力与液体金属的表面张力和重力平衡为止。小孔随着激光束沿焊接方向移动时,小孔前方熔化的金属绕过小孔流向后方,凝结后构成焊缝。这种焊接形式熔深大,深宽比也大。在机械制造范畴,除了那些菲薄零件之外,通常应选用深馆焊。
深熔焊进程发作的金属蒸气和维护气体,在激光作用下发作电离,从而在小孔内部和上方构成等离子体。等离子体对激光有吸收、折射和散射作用,因此通常来说熔池上方的等离子领会削弱抵达工件的激光能量。并影响光束的聚集作用、对焊接不利。
激光焊接机通常可辅加侧吹气驱除或削弱等离子体。小孔的构成和等离子体效应,使焊接进程中伴随着具有特征的声、光和电荷发作,研究它们与焊接标准及焊缝质量之间的联系,和利用这些特征信号对激光焊接进程及质量进行监控,具有十分重要的理论意义和实用价值。
因为经聚集后的激光束光斑小(0.1~0.3mm),功率密度高,比电弧焊(5×102~104W/cm2)高几个数量级,因此激光焊接机具有传统焊接办法无法比拟的明显优点:加热规模小,焊缝和热影响区窄,接头性能优秀;剩余应力和焊接变形小,可以完成高精度焊接;可对高熔点、高热导率,热灵敏材料及非金属进行焊接;焊接速度快,生产率高;具有高度柔性,易于完成自动化。
与电子束焊有许多相似之处,但它不需要真空室,不发作X射线,更适合生产中推广应用。激光焊接实际上已取得了电子束焊接20年前的地位,变成高能束焊接技术发展的主流
激光焊的分类
一,按控制方式可分:手动式激光焊接机,自动激光焊接机,振镜式激光焊接机
二,按激光器可分:YAG激光焊接机,半导体激光焊接机,光纤激光焊接。
激光焊接有两种基本模式:激光热导焊和激光深熔焊,前者所用激光功率密度较低(105~106W/cm2),工件吸收激光后,仅达到表面熔化,然后依靠热传导向工件内部传递热量形成熔池。这种焊接模式熔深浅,深宽比较小。后者激光功率密度高(106~107W/cm2),工件吸收激光后迅速熔化乃至
气化,熔化的金属在蒸汽压力作用下形成小孔激光束可直照孔底,使小孔不断延伸,直至小孔内的蒸气压力与液体金属的表面张力和重力平衡为止。小孔随着激光束沿焊接方向移动时,小孔前方熔化的金属绕过小孔流向后方,凝固后形成焊缝。这种焊接模式熔深大,深宽比也大。在机械制造领域,除了那些微薄零件之外,一般应选用深熔焊。
深熔焊过程产生的金属蒸气和保护气体,在激光作用下发生电离,从而在小孔内部和上方形成等离子体。等离子体对激光有吸收、折射和散射作用,因此一般来说熔池上方的等离子体会削弱到达工件的激光能量。并影响光束的聚焦效果、对焊接不利。通常可辅加侧吹气驱除或削弱等离子体。小孔的形成和等离子体效应,使焊接过程中伴随着具有特征的声、光和电荷产生,研究它们与焊接规范及焊缝质量之间的关系,和利用这些特征信号对激光焊接过程及质量进行监控,具有十分重要的理论意义和实用价值。
激光焊接机几种常见的焊接方式你见过嘛
你好,激光焊接机比较常见的焊接方式有:
激光钎焊、激光熔化焊、激光远程焊、激光复合焊等等
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