激光焊接工艺、激光焊接的工作原理及工艺参数
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激光焊接
激光焊接机是激光材料加工用的机器，又常称为激光点焊机、镭射焊机，按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动焊接机）、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。
激光焊接机焊接是把能量密度很高的激光束照射到两部分材料上，使局部受热熔化，然后冷却凝固连成一体。相对传统的焊接工艺，激光焊接机具有以下优点： 1、无接触加工，对焊接零件没有外力作用。 2、激光能量高度集中，热影响小，热变形小。
3、可以焊接高熔点，难熔，难焊的金属，如钛合金，铝合金等。可实现某些异种材料间的焊接。
4、焊接过程对环境没有污染，在空气中可以直接焊接，工艺简便。
5、焊点小，焊缝窄，整齐美观，焊后无需处理或只需简单处理工序。焊缝组织均匀，气孔少，缺陷少，可减少和优化母材质杂，焊缝的机械强度往往高于母材的机械强度。激光焊接的机械性能、抗蚀性能和电磁学性能上优于常规焊接方法。 6、激光可精确控制，聚焦光点小，可高精度定位，实现精密加工。
7、易于与计算机数控系统或机械手，机器人配合，实现自动焊接，提高生产效率。
激光焊接技术工艺参数 1、功率密度
功率密度是激光加工中最关键的参数之一.采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化.因此,高功率密度对于材料往除加工,如打孔、切割、雕刻有利.对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接.因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在104~106W/cm2. 2、激光脉冲波形
激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要题目,尤其对于薄片焊接更为重要.当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化.在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大. 3、激光脉冲宽度
脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料往除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数. 4、离焦量对焊接质量的影响
激光焊接通常需要一定的离焦,由于激光焦点处光斑中心的功率密度过高,轻易蒸发成孔.离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀.
离焦方式有两种:正离焦与负离焦.焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦.按几何光学理论,当正负离做文章一相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池外形不同.负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关.实验表明,激光加热50~200us材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出刺眼的白光.与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边沿,在熔池中心形成凹陷.当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递.所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦.
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