在機械製造方麵,激光更是發揮出巨大的作用,激光切割、激光焊接、激光淬火、激光拋光、激光微細加工、激光熔覆與(yu) 激光合金化、激光板料成形等技術都有著不俗的表現,而今天我們(men) 就深入了解一下激光焊接技術。

一、激光焊接技術的發展

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為(wei) 熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接技術曆經由脈衝(chong) 波形向連續波形的發展,由小功率薄板焊接向大功率厚件焊接發展,由單工作台單工件加工向多工作台多工件同時焊接發展,以及由簡單焊縫形狀向可控製的複雜焊縫形狀發展,受激物質也包含了多種氣體(ti) 和固體(ti) 晶體(ti) 。

激光焊接技術的發展重點仍然集中於(yu) 設備的開發研製,包括如何提高最大輸出功率和如何提高光束的質量及其聚焦性能。

隨著激光焊接技術的廣泛應用與(yu) 技術進步,激光焊接越來越接近人們(men) 心目中最理想的焊接方式,也越來越多地被人們(men) 所采用,並在理論與(yu) 實踐的雙重推動下,發展得越來越快,而且激光焊接技術也越來越成熟。

二、激光焊接的原理及過程

激光蘊含極高能量,當激光照射到工件時,高能量使工件被照射部分熔化,這是激光焊接技術的基礎,當然激光也屬於(yu) 光,因此被處理的工件表麵不能太光滑,以減少激光反射。而激光隻照射在工件一點,使工件局部達到極高溫度而熔化,當激光作用終止,局部熔化的金屬又會(hui) 迅速凝固。

按激光束的輸出方式不同,可以把激光焊分為(wei) 脈衝(chong) 激光焊和連續激光焊。若根據激光焊時焊縫形成特點,又可以把激光焊分為(wei) 熱導焊和深熔焊。前者使用激光功率低,熔池形成時間長,且熔深淺,多用於(yu) 小型零件的焊接;後者使用的激光功率密度高,激光輻射區金屬熔化速度快,在金屬熔化的同時伴隨著強烈的汽化,能獲得熔深較大的焊縫,焊縫的深寬比較大,可達12:1。

激光焊接時,激光通過光斑向材料“注入”熱量,材料的升溫速度很快,表麵以下較深處的材料能在極短的時間內(nei) 達到很高的溫度。焊件的穿透深度可以通過激光的功率密度來控製。

由於(yu) 激光束可利用反射鏡任意改變方向,因而能焊接用一般焊接方法難以接近工件的部位。激光焊接係統通常采用1～4kW的CO2激光器。由激光器產(chan) 生的激光束經導光係統傳(chuan) 遞到拋物麵鏡反射聚焦,在焦點附近達5000～20000K的高溫光束從(cong) 噴嘴射出照射在金屬板接縫處,瞬間將接縫處的金屬材料熔化。激光束向前移動,熔化金屬凝固,形成焊縫,將兩(liang) 塊分離的金屬板連成一整體(ti) 。

由於(yu) 氣體(ti) 激光器可以連續焊接,適用於(yu) 焊接0.12～12mm厚的低合金鋼、不鏽鋼、鎳、鈦、鋁等金屬及其合金。采用固體(ti) 激光器焊接時,由於(yu) 輸出能量小(1～50J),脈衝(chong) 激光持續時間短(<10ms),其焊點可小到幾十微米。故可用於(yu) 0.5mm以下厚度的金屬箔片的點焊和連續點焊以及直徑0.6mm以下金屬絲(si) 的對焊;也適用於(yu) 微型、精密、排列密集以及受熱敏感的貴重儀(yi) 器部件的焊接。激光焊接的接頭型式與(yu) 普通焊接相同。