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激光焊接的優點和缺點

激光焊接的優點和缺點

激光焊接的優缺點,激光焊接是激光材料加工技術應用的壹個重要方面。激光焊接是壹種用聚焦激光束作為能量轟擊焊件的焊接方法。下面分享激光焊接的優缺點。

激光焊接的優缺點1激光焊接的優缺點

優勢:

(1)可以將熱輸入降到最低要求,熱影響區金相變化範圍小,熱傳導引起的變形也最低。

(2)驗證了32 mm厚度單道焊的焊接工藝參數,可以減少厚板焊接所需的時間,甚至節省填充金屬的使用。

(3)不需要使用電極,不用擔心電極汙染或損壞。而且因為不是接觸焊接工藝,機器的磨損和變形可以降到最低。

(4)激光束易於光學儀器聚焦、準直和導向,可置於距工件適當距離處,並可在工件周圍的機器或障礙物之間重新導向。由於上述空間限制,其他焊接規則無法發揮作用。

(5)工件可以放置在封閉的空間內(在抽真空或內部氣體環境的控制下)。

(6)激光束可以聚焦在壹個小的區域,並且可以焊接小的和緊密間隔的部件。

(7)可焊材料的範圍很廣,各種異質材料也可以相互粘接。

(8)自動化容易進行高速焊接,也可以用數字或計算機控制。

(9)焊接較薄的材料或直徑較細的線材時,不會有電弧焊那樣的重熔麻煩。

(10)不受磁場影響(電弧焊和電子束焊容易),能準確對準焊件。

(11)可以焊接兩種物理性質不同(比如電阻不同)的金屬。

(12)不需要真空或X射線保護。

(13)如果采用穿孔焊接,焊縫的深寬比可以達到10:1。

(14)該設備可以切換,將激光束傳輸到多個工作站。

缺點:

(1)焊件的位置必須非常精確,並且必須在激光束的聚焦範圍內。

(2)當焊件需要夾具時,必須確保焊件的最終位置對準激光束要沖擊的焊點。

(3)最大可焊厚度有限,穿透厚度遠遠超過19mm的工件不適合在生產線上進行激光焊接。

(4)激光會改變鋁、銅及其合金等高反射率、高導熱率材料的可焊性。

(5)中能至高能的激光束焊接時,應使用等離子控制器驅趕熔池周圍的電離氣體,以保證焊縫的再現。

(6)能量轉換效率太低,通常低於10%。

(7)焊縫快速凝固,可能會出現氣孔和脆化。

(8)設備昂貴。

激光焊接的優缺點2激光焊接的優缺點

①激光焊接可以獲得高質量的接頭強度和大的深寬比,焊接速度較快。

②由於激光焊接不需要真空環境,通過透鏡和光纖可以實現遠程控制和自動化生產。

(3)激光功率密度高,對鈦、應時等難焊材料有很好的焊接效果,可以焊接不同性能的材料。

④可以進行微焊接。激光束聚焦後能得到小光斑並精確定位,可應用於大批量自動化生產中微小工件的組裝焊接。

激光焊接的缺點

(1)激光和焊接系統配件價格比較貴,所以初期投資和維護費用比傳統焊接技術高,經濟效益差。

(2)激光焊接的轉換效率壹般較低(通常為5%~30%),這是因為固體材料對激光的吸收率較低,尤其是在等離子體出現後(等離子體可以吸收激光)。

(3)由於激光焊接的聚焦光斑較小,對工件接頭的設備精度要求較高,較小的設備偏差會產生較大的加工誤差。

激光焊接對人有害嗎?

焊機發出的激光的不可見性和能量太高,非專業人士不要接觸激光源,否則非常危險。另外,激光也屬於電磁波,但是焊接機使用的激光波長很大,所以不存在紫外線等短波長光波的輻射危害。

焊接過程中會產生很多氣體,但大部分是惰性氣體,沒有毒性,但也要看對焊接材料的不同處理。最好采取防護措施,減少氣體吸入。

焊機發出的激光幾乎沒有輻射危害,但在焊接過程中會有電離輻射和受激輻射,所以在焊接過程中最好遠離焊接現場。這種感應輻射是短波,對眼睛和身體影響很大。最好遠離焊點。近距離工作時,應盡可能采取防護措施,如穿戴呼吸防護裝備、防輻射服、眼罩等。

激光焊接的優缺點3與其他焊接技術相比,激光焊接的主要優點是:

1,速度快,深度大,變形小。

2、焊接可在室溫或特殊條件下進行,焊接設備簡單。比如激光通過電磁場時,光束不會偏離;激光可以在真空、空氣和壹定的氣體環境中進行焊接,可以通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。

3.可焊接鈦、應時等耐火材料。能焊接各向異性材料,效果良好。

4.激光聚焦後,功率密度高。焊接大功率器件時,深寬比可達5: 1,最高可達10: 1。

5、可以進行微焊接。激光束聚焦後,可以得到壹個小光斑並精確定位,可應用於大批量自動化生產中微小工件的組裝焊接。(最小光斑可達0.1mm)

6.可以焊接難以接近的零件,實現非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。特別是近年來,光纖傳輸技術在YAG激光加工技術中的應用以及光纖連續激光器的普及,使得激光焊接技術得到了更加廣泛的推廣和應用,更加便於自動化集成。

7.激光束容易按時間和空間進行分束,可以同時在多個工位加工多束,為更精確的焊接提供了條件。

然而,激光焊接也有壹些局限性:

1,要求焊件裝配精度高,光束在工件上的位置不能明顯偏移。這是因為激光聚焦後,光斑尺寸小,焊縫窄,充滿了金屬材料。如果工件裝配精度或橫梁定位精度達不到要求,就容易造成焊接缺陷。

2.激光及其相關系統成本高,壹次性投入大。

激光焊接原理:

激光焊接是將高強度激光束照射到金屬表面,通過激光與金屬的相互作用,使金屬熔化形成焊接。

在激光與金屬相互作用的過程中,金屬熔化只是物理現象之壹。有時光能並不主要轉化為金屬熔化,而是以其他形式表現出來,如汽化、等離子體形成等。

然而,為了實現良好的熔焊,金屬熔化必須是能量轉換的主要形式。

所以要了解激光和金屬相互作用產生了什麽。

各種物理現象以及這些物理現象與激光參數之間的關系,從而通過控制激光參數,將大部分激光能量轉化為金屬熔化的能量,達到焊接的目的。

激光焊接工藝參數

1,功率密度

功率密度是激光加工中最關鍵的參數之壹。高功率密度下,表層可在微秒時間範圍內加熱至沸點,產生大量汽化。

因此,高功率密度有利於材料去除加工,如沖孔、切割和雕刻。

對於低功率密度,表層達到沸點需要幾毫秒的時間,而在表層汽化之前,底層達到熔點,容易形成良好的熔焊。

因此,在導電激光焊接中,功率密度在104~106W/cm2的範圍內。

2.激光脈沖波形

激光脈沖波形是激光焊接,尤其是薄板焊接中的壹個重要問題。

當高強度激光束擊中材料表面時,金屬表面60~98%的激光能量會被反射而損失,反射率隨表面溫度而變化。

在激光脈沖過程中,金屬的反射率變化很大。

3.激光脈沖寬度

脈沖寬度是脈沖激光焊接的重要參數之壹,它不僅不同於材料去除和材料熔化,也是決定加工設備成本和體積的關鍵參數。

4.離焦對焊接質量的影響

激光焊接通常需要壹定的註意,因為激光焦點處的光斑中心功率密度太高,容易蒸發成孔洞。功率密度分布在遠離激光焦點的每個平面上相對均勻。