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气体与固体在激光焊接机中的使用范畴

来源:民升激光

  发布:Johnny

关键词:激光焊接机 固体激光器

2018-01-15

   激光焊接设备的关键是大功率激光器,首要有两大类,一类是固体激光器,又称Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素,YAG代表钇铝柘榴石,晶体构造与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长爲1。06μm,首要优点是发作的光束可以经过光纤传送,因此可以省往芜杂的光束传送零碎,适用于柔性制造零碎或长途加工,通常用于焊接精度需求比拟高的工件。轿车产业常用输入功率爲3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器,又称CO2激光器,分子气体作作业介质,发作平均爲10。6μm的红外激光,可以接轮作业并输入很高的功率,标准激光功率在2-5千瓦之间。


与其它传统焊接技艺比拟,激光焊接的首要优点是:
1、速度快、深度大、变形小,能在室温或特殊条件下停止焊接,焊接设备设备简单。
2、例如,激光经过电磁场,光束不会偏移,激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能经过玻璃或对光束通明的材料停止焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果出色。
4、激光聚集后,功率密度高,在高功率器材焊接时,深宽比可达5:1,最高可达10:1。
5、可停止微型焊接。激光束经聚集后可获得很小的光斑,且能准确定位,可运用于大批量自动化出产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位,施行非触摸远距离焊接,具有很大的灵敏性。
7、尤其是近几年来,在YAG激光加工技艺中选用了光纤传输技艺,使激光焊接技艺获得了更爲普遍的推行和运用。
8、激光束易完成光束按时辰与空间分光,能停止多光束一同加工及多工位加工,爲更精密的焊接供应了条件。

 

      可是,激光焊接也存在着肯定的局限性:

1、需求焊件装置精度高,且需求光束在工件上的方位不能有显着偏移。
2、这是由于激光聚集后光斑尺雨寸小,焊缝窄,爲加填充金属材料。
3、若工件装置精度或光束定位精度达不到需求,很容易构成焊接缺陷。
4、激光器及其有关零碎的本钱较高,一次性投资较大。

激光焊接的技艺参数
1、功率密度:功率密度是激光加工中最关键的参数之一。选用较高的功率密度,在微秒时辰规模内,表层即可加热至沸点,发作很多汽化。因此,高功率密度关于材料去掉加工,如打孔、切开、雕琢有利。关于较低功率密度,表层温度抵达沸点需求阅历数毫秒,在表层汽化前,底层抵达熔点,易构成出色的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在规模在 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成绩,尤其关于薄片焊接更爲重要。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改动。在一个激光脉冲效果时期内,金属反射率的改动很大。

3、激光脉冲宽度:脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是差别于材料去掉和材料熔化的重要参数,也是决议加工设备造价及体积的关键参数。

由于激光焦点处光斑基地的功率密渡过高,容易蒸腾成孔。分开激光焦点的各立体上,功率密度分布绝对平均。离焦办法有两种:正离焦与负离焦。焦立体坐落工件上方爲正离焦,反之爲负离焦。按几许光学实际,当正负离焦立体与焊接立体距离持平常,所对应立体上功率密度近似一样,但实践上所获得的熔池外形不一样。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的构成进程有关。

改良和展开激光焊接的新技艺:跟着年代的行进,激光焊接的技艺也在不时展开中,以下几项技艺有助拓展激光焊接的运用规模及进步激光焊接自动操控程度。

1、填充焊丝激光焊:激光焊接通常不填充焊丝,但对焊件装置空隙需求很高,实践出产中有时很难确保,约束了其运用规模。选用填丝激光焊,可大大下降对装置空隙的需求。例如板厚2mm的铝合金板,如不选用填充焊丝,板材空隙必需爲零才干获得出色的成形,如选用φ1。6mm的焊丝做爲填充金属,即使空隙增至1。0mm,也可确保焊缝出色的成形。此外,填充焊丝还可以调整化学成分或停止厚板多层焊。

2、光束旋转激光焊:使激光束旋转停止焊接的办法,也可大大下降焊件装置以及光束对中的需求。例如在2mm厚高强合金钢板对接时,允许对缝装置空隙从0。14mm增大到0。25mm;而对4mm厚的板,则从0。23mm增大到0。30mm。光束基地与焊缝基地的对准允许过失从0。25mm添加至0。5mm。

激光焊接的运用范围:激光焊接在制造行业、粉末冶金范围、轿车工业、电子工业以及其他范围都有普遍的运用。

激光焊技艺在轿车范围的运用:以后,德国群众轿车公司在AudiA6、GolfA4、Passat等品牌的车顶均选用激光焊接,宝马、通用公司在车架顶部也选用激光焊接,德国奔跑公司则选用激光焊接传动部件。

从国际的情况来看,国际品牌的国产化车型:帕萨特、途安、奥迪、福克斯等都曾经选用激光焊接技艺,其中一汽群众奥迪A6顶盖和宝来后盖选用激光焊接,速腾和途安的车身激光焊缝长度辨别抵达30、40m。此外,国际自立轿车品牌的华晨、奇瑞、不祥轿车也相继在其新车型上运用激光焊接技艺。

除了激光焊接,其他激光技艺也失掉了普遍运用:群众、通用、奔跑、日产公司运用了激光技艺切开掩盖件,菲亚特和丰田公司运用激光涂覆发起机排气阀,群众公司则对发起机凸轮轴停止激光表面硬化处置。