激光焊接機(jī)分類(lèi)方式及應(yīng)用領(lǐng)域

       隨著科技的不斷發(fā)展，激光焊接機(jī)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，逐步滲透到各個(gè)行業(yè)中領(lǐng)域，而且激光焊接機(jī)，又常稱(chēng)為激光焊機(jī)、鐳射焊機(jī)，是激光材料加工用的機(jī)器，按激光器可以有兩大類(lèi)：一類(lèi)是固體激光器，又稱(chēng)Nd:YAG激光器。Nd(釹)是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁柘榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石類(lèi)似。Nd:YAG激光器波長(zhǎng)為1.06μm，長(zhǎng)處是發(fā)生的光束能夠經(jīng)過(guò)光纖傳送，因而能夠省往雜亂的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制作系統(tǒng)或長(zhǎng)途加工，通常用于焊接精度需求比較高的工件。轎車(chē)產(chǎn)業(yè)常用輸出功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類(lèi)是氣體激光器，又稱(chēng)CO2激光器，分子氣體作作業(yè)介質(zhì)，發(fā)生均勻?yàn)?0.6μm的紅外激光，能夠接連作業(yè)并輸出很高的功率，規(guī)范激光功率在2-5千瓦之間。按其工作方式分為激光模具燒焊機(jī)、自動(dòng)激光焊接機(jī)、激光點(diǎn)焊機(jī)、光纖傳輸激光焊接機(jī)，光焊接是利用能量的激光脈沖對(duì)材料進(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激光輻射的能量通過(guò)熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散，將材料熔化后形成特定熔池以達(dá)到焊接的目的。 

      與其它傳統(tǒng)焊接技能比較，激光焊接的首要長(zhǎng)處是：

      1、激光聚集后，功率密度高，在高功率器材焊接時(shí)，深寬比可達(dá)5：1，高可達(dá)10：1。

      2、速度快、深度大、變形小。

      3、可焊接難熔資料如鈦、石英等，并能對(duì)異性資料施焊，效果杰出。

      4、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備設(shè)備簡(jiǎn)略。例如，激光經(jīng)過(guò)電磁場(chǎng)，光束不會(huì)偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能經(jīng)過(guò)玻璃或?qū)馐该鞯馁Y料進(jìn)行焊接。

     5、可進(jìn)行微型焊接。激光束經(jīng)聚集后可取得很小的光斑，且能定位，可使用于大批量自動(dòng)化出產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。

     6、激光束易實(shí)現(xiàn)光束按時(shí)刻與空間分光，能進(jìn)行多光束一起加工及多工位加工，為更精細(xì)的焊接供給了條件。

     7、可焊接難以接近的部位，實(shí)施非觸摸遠(yuǎn)間隔焊接，具有很大的靈活性。尤其是近幾年來(lái)，在YAG激光加工技能中選用了光纖傳輸技能，使激光焊接技能取得了更為廣泛的推行和使用。

     激光焊接也存在著必定的局限性：

     1、需求焊件安裝精度高，且需求光束在工件上的方位不能有顯著偏移。這是由于激光聚集后光斑尺雨寸小，焊縫窄，為加填充金屬資料。若工件安裝精度或光束定位精度達(dá)不到需求，很容易構(gòu)成焊接缺點(diǎn)。

     2、激光器及其有關(guān)系統(tǒng)的成本較高，一次性投資較大。

    激光焊接的技能參數(shù)

    1、激光脈沖寬度

     脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它既是差異于資料去掉和資料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的要害參數(shù)。

    2、功率密度

    功率密度是激光加工中要害的參數(shù)之一。選用較高的功率密度，在微秒時(shí)刻規(guī)模內(nèi)，表層即可加熱至沸點(diǎn)，發(fā)生很多汽化。因而，高功率密度關(guān)于資料去掉加工，如打孔、切開(kāi)、雕琢有利。關(guān)于較低功率密度，表層溫度到達(dá)沸點(diǎn)需求經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層到達(dá)熔點(diǎn)，易構(gòu)成杰出的熔融焊接。因而，在傳導(dǎo)型激光焊接中，功率密度在規(guī)模在104~106W/cm2。

   3、離焦量對(duì)焊接質(zhì)量的影響

   由于激光焦點(diǎn)處光斑基地的功率密度過(guò)高，容易蒸騰成孔。離開(kāi)激光焦點(diǎn)的各平面上，功率密度散布相對(duì)均勻。離焦方法有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面坐落工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。按幾許光學(xué)理論，當(dāng)正負(fù)離焦平面與焊接平面間隔持平時(shí)，所對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似一樣，但實(shí)際上所取得的熔池形狀不一樣。負(fù)離焦時(shí)，可取得更大的熔深，這與熔池的構(gòu)成進(jìn)程有關(guān)。

    4、激光脈沖波形

    激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問(wèn)題，尤其關(guān)于薄片焊接更為重要。當(dāng)激光束射至資料外表，金屬外表將會(huì)有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨外表溫度改變。在一個(gè)激光脈沖效果期間內(nèi)，金屬反射率的改變很大。

    激光焊接的使用范疇

    激光焊接在制作行業(yè)、粉末冶金范疇、轎車(chē)工業(yè)、電子工業(yè)以及其他范疇都有廣泛的使用。

    激光焊技能在轎車(chē)范疇的使用

    當(dāng)前，德國(guó)群眾轎車(chē)公司在AudiA6、GolfA4、Passat等品牌的車(chē)頂均選用激光焊接，寶馬、通用公司在車(chē)架頂部也選用激光焊接，德國(guó)奔跑公司則選用激光焊接傳動(dòng)部件。

    除了激光焊接，其他激光技能也得到了廣泛使用：群眾、通用、奔跑、日產(chǎn)公司使用了激光技能切開(kāi)覆蓋件，菲亞特和豐田公司使用激光涂覆發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥，群眾公司則對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸進(jìn)行激光外表硬化處理。

    從當(dāng)前國(guó)內(nèi)的狀況來(lái)看，國(guó)際品牌的國(guó)產(chǎn)化車(chē)型：帕薩特、波羅、途安、奧迪、春風(fēng)美麗、?？怂沟榷家呀?jīng)選用激光焊接技能，其中一汽群眾奧迪A6頂蓋和寶來(lái)后蓋選用激光焊接，速騰和途安的車(chē)身激光焊縫長(zhǎng)度分別到達(dá)30、40m。此外，國(guó)內(nèi)自立轎車(chē)品牌的華晨、奇瑞、吉祥轎車(chē)也相繼在其新車(chē)型上使用激光焊接技能。

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