激光焊接基礎(chǔ)知識(編輯修改稿)
2025-07-19 07:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 下使用的是如下圖所示的方波焊接脈沖，但在少數(shù)應(yīng)用中使用脈沖成形能增強焊接性，脈沖波形有很多種，但最常用的是兩個基本波形，第一個用來克服像銅和鋁這樣的高反光性材料，第二個是用來盡量減少焊接過程中容易出現(xiàn)開裂的的那部分材料的熱循環(huán)。脈沖成形項目退火脈沖細(xì)高脈沖方波脈沖峰值功率時間分配特征允許一束激光被分成兩束或兩束以上傳輸?shù)胶缚p，用來有序分隔工作區(qū)域或者工作環(huán)境。由于時間的分配，一束激光可以提供用于各種焊接參數(shù)的多樣的工作環(huán)境，這極大減小了激光的成本。 功率分配功率分配特征允許一束激光被分配，同時傳輸?shù)絻蓚€或更多焊縫，因此大大增加了每束激光脈沖的焊接數(shù)量，每束光束都適當(dāng)?shù)仄胶?，這樣每個焊縫的熔核都具有相同的形狀，面積和深度。通常使用大約5m長的柔性光纜將光束傳輸?shù)胶附訁^(qū)，柔性光纜的使用，大大有利于集成到總控激光焊接系統(tǒng)，工廠自動化設(shè)備和機器人。使用位于激光腔中的光學(xué)系統(tǒng)將激光束發(fā)射到光纖中，光纖有兩種類型，階梯指數(shù)或者漸變指數(shù)，纖維也可有不同的核心直徑，從100至1000微米。光學(xué)線纜將激光能量傳輸?shù)骄劢诡^，聚焦頭由光學(xué)器件組成，它聚焦光纖發(fā)出的激光并發(fā)射到被焊接的材料上。較長的焦距透鏡產(chǎn)生較大的光斑直徑，而較短的焦距透鏡產(chǎn)生較小的焊點。（）。激光焊接是一種非接觸的過程，需要從焊接部件的一側(cè)進(jìn)入焊接區(qū)，強烈激光以毫秒為單位快速加熱一般材料，形成焊縫，激光的靈活性提供了三種類型的焊接：傳導(dǎo)模式，傳導(dǎo)/滲透模式，穿透或小孔模式。傳導(dǎo)穿透/傳導(dǎo)穿透/小孔圖F：根據(jù)激光脈沖的功率密度和脈沖寬度產(chǎn)生的三種類型的焊接? 傳導(dǎo)型焊接是在低能量密度形成一個淺而寬的焊核，?傳導(dǎo)/穿透模式發(fā)生在中等能量密度的情況下，比傳導(dǎo)模式顯示更大的穿透比，?穿透或小孔模式的焊縫具有深而窄的特征，這種模式下，激光在氣化了的材料里形成了一個像鑰匙孔一樣的細(xì)洞，它延伸到材料，并為激光提供導(dǎo)管，高效地在材料內(nèi)部傳輸，這種直接輸送到材料的能量不依賴于傳導(dǎo)，以達(dá)到滲透，并因此將熱量集中到材料，并減少熱影響區(qū)。 關(guān)鍵焊接參數(shù)關(guān)鍵焊接參數(shù)可分為兩部分，與零件本身有關(guān)的參數(shù)和激光的參數(shù) 聯(lián)合設(shè)計與擬合由于激光焊接是一種非接觸式的過程，可焊接廣泛形狀的接頭，此外，激光能夠焊接到很局限的區(qū)域，主要的接頭設(shè)計如圖G所示。在任何的理想焊接接頭中，更薄的材料是頂片。對接搭接角接圖G:最常見的焊接接頭，其他大多形狀都有它們演變而來可靠的激光焊接最重要的要求是焊接接頭的緊密配合，激光點焊或縫焊通常是一個自發(fā)過程，這意味著在焊接過程中不添加填充材料，因此，如果焊接表面太遠(yuǎn)，沒有足夠的焊接材料來彌補缺口，焊縫將會產(chǎn)生咬邊，為了得到最好的結(jié)果，接頭間隙應(yīng)該是零或緊密結(jié)合，但這不切合實際，有點間隙是允許的，根據(jù)經(jīng)驗，此間隙切不能大于材料最薄處或焊接滲透深度的10%，哪個都是越小越好，必須強調(diào)的是，間隙的公差要具體，并且要充分檢查并用實驗測量的方法量化。 部分對齊激光焊接用的聚焦光斑直徑通常為100到1000微米，更好的焊接應(yīng)用可能要求更小的光斑直徑（2550微米），比如醫(yī)療導(dǎo)管或者微型電子設(shè)備，激光焊接的接縫必須足夠精確，這樣聚焦光斑才不會偏離接頭，這種錯位的公差是有一定直徑的聚焦光束的一個功能，并在一個較小程度上設(shè)計接頭，垂直公差卻不太重要，但也扮演著盡可能聚焦光束的角色。
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