是什么?
激光焊接
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。中国的激光焊接处于世界先进水平,具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中。2013年10月,中国焊接专家获得了焊接领域最高学术奖--布鲁克奖,中国激光焊接水平得到了世界的肯定。
原理
激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/cm²为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于105~107W/cm²时,金属表面受热作用下凹成“孔穴”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。
其中热传导型激光焊接原理为:激光辐射加热待加工表面,表面热量通过热传导向内部扩散通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数,使工件熔化,形成特定的熔池。
焊接特性
属于熔融焊接,以激光束为能源,冲击在焊件接头上。
激光束可由平面光学元件(如镜子)导引,随后再以反射聚焦元件或镜片将光束投射在焊缝上。
激光焊接设备和产品激光焊接属非接触式焊接,作业过程不需加压但需使用惰性气体以防熔池氧化,填料金属偶有使用。
优点
(1)可将入热量降到最低的需要量,热影响区金相变化范围小,且因热传导所导致的变形亦最低;
(2)32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数经检定合格,可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用;
(3)不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形皆可降至最低;
(4)工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下);
(5)激光束可以聚焦在很小的空间,可焊接小型且间隔相近的部件;
(6)可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种异质材料;
(7)易于以自动化进行高速焊接,亦可以数位或电脑控制;
(8)焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回熔的困扰;
(9)可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属;
(10)不需真空,亦不需做X射线防护;
(11)若以穿孔式焊接,焊道深-宽比可达10:1;
(12)可以切换装置将激光束传送至多个工作站。