激光焊接機原理是什么
激光是輻射的受激發(fā)射光放大的簡稱,由于其獨有的高亮度、高方向性、高單色性、高相干性,自誕生以來,其在工業(yè)加工中的應(yīng)用十分廣泛,成為未來制造系統(tǒng)共同的加工手段。
用激光焊接加工是利用高輻射強度的激光束,激光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,其激光焦點的功率密度為104~107W/cm2,加工工件置于激光焦點附近進行加熱熔化,熔化現(xiàn)象能否產(chǎn)生和產(chǎn)生的強弱程度主要取決于激光作用材料表面的時間、功率密度和峰值功率??刂粕鲜龈鲄?shù)就可利用激光進行各種不同的焊接加工。
常見激光焊接的一般特點
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激光焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝,它與電子束等離子束和一般機械加工相比較,具有許多優(yōu)點:
激光束的激光焦點光斑小,功率密度高,能焊接一些高熔點、高強度的合金材料。
激光焊接是無接觸加工,沒有工具損耗和工具調(diào)換等問題。激光束能量可調(diào),移動速度可調(diào),可以多種焊接加工。
激光焊接自動化程度高,可以用計算機進行控制,焊接速度快,功效高,可方便的進行任何復(fù)雜形狀的焊接。
激光焊接熱影響區(qū)小,材料變形小,無需后續(xù)工序處理。
激光可通過玻璃焊接處于真空容器內(nèi)的工件及處于復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部位置的工件。
激光束易于導(dǎo)向、聚焦,實現(xiàn)各方向變換。
激光焊接與電子束加工相比較,不需要嚴(yán)格的真空設(shè)備系統(tǒng),操作方便。
激光焊接生產(chǎn)效率高,加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,經(jīng)濟效益和社會效益好。
激光用來封焊傳感器金屬外殼是目前一種最先進的加工工藝方法,主要基于激光焊接有以下特點:
A高的深寬比。焊縫深而窄,焊縫光亮美觀。
B最小熱輸入 。由于功率密度高,熔化過程極快,輸入工件熱量很低,焊接速度快,熱變形小,熱影響區(qū)小。
C高致密性。焊縫生成過程中,熔池不斷攪拌,氣體易出,導(dǎo)致生成無氣孔熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微細化,焊縫強度、韌性和綜合性能高。
D強固焊縫。高溫?zé)嵩春蛯Ψ墙饘俳M份的充分吸收產(chǎn)生純化作用,降低了雜質(zhì)含量,改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布,焊接過程中無需電極或填充焊絲,熔化區(qū)受污染小,使焊縫強度、韌性至少相當(dāng)于甚至超過母體金屬。
E精確控制。因為聚焦光斑很小,焊縫可以高精度定位,光束容易傳輸與控制,不需要經(jīng)常更換焊炬、噴咀,顯著減少停機輔助時間,生產(chǎn)效率高,光無慣性,還可以在高速下急停和重新啟始。用自控光束移動技術(shù)則可焊復(fù)雜構(gòu)件。
F非接觸、大氣環(huán)境焊接過程。因為能量來自激光,工件無物理接觸,因此沒有力施加于工件。另磁和空氣對激光都無影響。
G由于平均熱輸入低,加工精度高,可減少再加工費用,另外,激光焊接運轉(zhuǎn)費用較低,從而可降低工件成本。
H容易實現(xiàn)自動化,對光束強度與精細定位能進行有效控制。
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