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激光焊接的工作原理及主要特性
编辑:www.csppm.com来源:澳门新葡萄京所有网站时间:2015/3/6 16:27:22

 焊接技术在澳门新葡萄京所有网站国的经济建设与社会发展中发挥了重要作用,但随着科技进步,新材料、新工艺的广泛应用,传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制,这使得融材料学、力学、计算机科学等相关常识、技术于一体的激光焊接应运而生。 
       

激光焊接的工作原理
        激光焊接是将具有优异的方向性、高亮度、高强度、高单色性、高相干性等特点的激光束辐射至加工工件表面区域内,激光束经过光学系统聚焦后,其激光焦点的功率密度为104-107W/cm2,通过激光与被焊物的相互作用,在极短的时间内使被焊处形成一个能高度集中的热源区,热能使被焊物区域熔化后冷却结晶形成牢固的焊点和焊缝。根据所用激光器及其工作方式的不同,常用的激光焊接方式有两种,一种是脉冲激光焊,主要用于单点固定连续和簿件材料的焊接,焊接时形成一个个圆形焊点;另一种为连续激光焊,主要用于大厚件的焊接和切割,焊接过程中形成一条连续焊缝。就一般而论,焊接材料的选择、激光焊接机的选择,加工工作台的选择,是影响激光焊接效果的主要因素。而对于焊接过程中熔化现象能否产生和产生的强弱程度则主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率,控制好上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。激光焊接中,光束焦点位置是最关键的控制工艺参数之一,在一定激光功率和焊接速度下,只有焦点处于最佳位置范围内才能获得最大熔深和好的焊缝形状。
       

激光焊接的主要特性
        与其他传统的焊接技术相比,激光焊接具有如下的优点:
        1、激光焊接属非接触式焊接,作业过程不需加压,焊接速度快、功效高、深度大、残余应力和变形小,能在室温或特殊条件下(如封闭的空间)进行焊接,焊接设备装置简单,不产生X射线。
        2、可焊接如高熔点金属的难熔材料,甚至可用于如陶瓷、有机玻璃等非金属材料的焊接,对异形材料施焊,效果良好,且具有很大的灵活性,可对于焊接难以接近的部位施行非接触远距离焊接。
        3、激光束经聚焦可获得很小的光斑,由于不受磁场影响且能精确定位,因此,可进行微型焊接,适用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
        4、激光束易实现光束按时间与空间分光,可以切换装置将激光束传送举多个工作站,因此,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。
        5、激光焊接因属无接触加工,没有工具损耗和工具调换等问题,同时,其不需使用电极,因此没有电极污染或受损的顾虑,且易于以自动化进行高速焊接。亦可以数位或电脑控制。然而,激光焊接也存在着一定的局限性:
        首先,激光器及其相关系统的成本较高,一次性设备投资较大。
 
        其次,在焊接过程中,要求焊接装配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。
        另外,焊接厚度比电子束焊小,焊接一些高反射率的金属还比较困难。

激光焊接的发展趋势:
        人们在广泛应用激光焊接技术的同时,亦不断对其进行深入的研究,针对其存在的缺点,利用其他热源的加热性能来改善激光对工件的加热,在保持激光加热优点的基础上,从而把激光与其他热源一起进行复合热源焊接,主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接以及双激光束焊接等。复合焊接可增加焊接熔深,改善接头性能,降低设备成本,提高焊接速度与生产率。总之,激光焊接生产效率高,加工质量稳定可靠,经济效益和社会效益良好。在新设备、新材料、新技术和新工艺层出不穷、不断更新的时代,生产者不仅要了解激光焊接的特性、优点和要求,还应认识到此领域的诸多创新和未来趋势,只有这样才能把握技术流行趋势,才能时刻走在时代的前沿。
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