激光焊按激光器輸出能量方式的不同可分為脈衝激光點焊和連續激光焊(包括高頻脈衝連續焊)。按聚焦後光斑上的功率密度不同可分為熔化焊和小孔焊。
熔化焊是在激光光斑上的功率密度不高的情況下,金屬材料的表麵在加熱時不會超過其沸點。所吸收的激光能轉變為熱能後,通過熱傳導將工件熔化,其熔深輪廓近似為半球形。這種傳熱熔化焊過程類似於非熔化極電弧焊。
小孔焊是當激光光斑上的功率密度足夠大時,金屬在激光的照射下被迅速加熱,其表麵溫度在極短的時間內升高到沸點,金屬發生氣化。金屬蒸汽以一定的速度離開熔池表麵。產生一個附加壓力反作用於熔化的金屬,使其向下凹陷,在激光光斑作用下產生一個小凹坑。隨著加熱過程的進行,激光可直接射入坑底形成一個細長的小孔。當金屬蒸汽的反衝壓力與液態金屬表麵張力和重力平衡後,小孔不再繼續深入。當光斑功率密度和大時,所產生的小孔將貫穿整個板厚,形成穿透焊縫(或焊點)。在連續激光焊時,小孔隨著光束相對於工件而沿焊接方向前進。金屬在小孔前方熔化,繞過小孔流向後方後,重新凝結形成焊縫。
激光焊過程中的等離子雲在高功率密度的條件下進行激光焊時,可以發現:激光與金屬作用區域裏,金屬蒸發極為激烈,不斷有紅色金屬蒸汽逸出小孔,而在金屬表麵的熔池上方存在著一個藍色的等離子雲,它伴隨著小孔而產生。
由於等離子雲的產生與激光的功率密度、被焊金屬性質、保護氣等有關。並且對焊接過程產生不利的影響,會使金屬表麵得到的激光能量減少,焊接熔深減小,焊縫表麵增寬,焊接過程不穩定。
焊接過程中克服等離子雲影響的常用方法是通過噴嘴對熔池表麵吹惰性氣體,可以利用氣體的機械吹力驅除等離子雲使其偏離熔池上方。還可以利用較低溫的氣體降低熔池上方高溫氣體的溫度,抑製產生等離子雲的高溫條件。也可以采用高頻脈衝激光焊,使每個激光脈衝的加熱時間少於更離子雲形成的時間(約0.5ms),則等離子雲還未生成焊接加熱已結束。另外還可以采用高速焊或叫段波長的激光進行焊接，對減輕等離子雲對焊接過程的幹擾也有一定的作用。現在還有去處等離子雲的設備,包括控製主機以及與所述控製主機通過電連接的感應線圈,所述感應線圈位於等離子雲正上方,主機控製感應線圈產生用於快速去除等離子雲的交變磁場。
激光焊接與切割不宜使用長焦距聚焦鏡。也就是說，在焦平麵上的光束直徑d與透鏡焦距f和光束發散角θ有關（d=fθ）,在激光焊接與切割時，為獲得足夠高的功率密度，一般不允許光束發散角過大，也不使用長焦距聚焦鏡。在高校焊接中不宜采用激光熔焊方法。因為激光熔焊是通過熱傳導方式將激光能量向工件內部傳輸，激光能利用率較低，焊接速度較慢，熔深較淺，不易焊接厚板工件。激光深熔焊以產生的小孔為特征，進入小孔的激光通過等離子體和孔壁的多次反射而幾乎完全被吸收，能量利用率高，焊縫熔深大，焊速快，是一種高效的焊接方法，適於厚板焊接和有小孔效應的高速薄板焊接。
為了安全起見，在激光焊接場地的入口處應掛上相應的警示標誌。激光的光束傳輸路線要求高於人的身高並在封閉管道中進行傳輸。當打開激光器或對脈衝器的電容器充電時，要給出聲光警告。在激光器工作時，避免眼合和皮膚受激光輻射直射或漫反射照射，有條件時應將工作場地封閉，隻留有觀察孔，觀察孔帶有衰減裝置，操作人員在封閉罩外或遙控操作。工作場所應裝有通風裝置及防火安全裝置等。
熔化焊是在激光光斑上的功率密度不高的情況下,金屬材料的表麵在加熱時不會超過其沸點。所吸收的激光能轉變為熱能後,通過熱傳導將工件熔化,其熔深輪廓近似為半球形。這種傳熱熔化焊過程類似於非熔化極電弧焊。
小孔焊是當激光光斑上的功率密度足夠大時,金屬在激光的照射下被迅速加熱,其表麵溫度在極短的時間內升高到沸點,金屬發生氣化。金屬蒸汽以一定的速度離開熔池表麵。產生一個附加壓力反作用於熔化的金屬,使其向下凹陷,在激光光斑作用下產生一個小凹坑。隨著加熱過程的進行,激光可直接射入坑底形成一個細長的小孔。當金屬蒸汽的反衝壓力與液態金屬表麵張力和重力平衡後,小孔不再繼續深入。當光斑功率密度和大時,所產生的小孔將貫穿整個板厚,形成穿透焊縫(或焊點)。在連續激光焊時,小孔隨著光束相對於工件而沿焊接方向前進。金屬在小孔前方熔化,繞過小孔流向後方後,重新凝結形成焊縫。
激光焊過程中的等離子雲在高功率密度的條件下進行激光焊時,可以發現:激光與金屬作用區域裏,金屬蒸發極為激烈,不斷有紅色金屬蒸汽逸出小孔,而在金屬表麵的熔池上方存在著一個藍色的等離子雲,它伴隨著小孔而產生。
由於等離子雲的產生與激光的功率密度、被焊金屬性質、保護氣等有關。並且對焊接過程產生不利的影響,會使金屬表麵得到的激光能量減少,焊接熔深減小,焊縫表麵增寬,焊接過程不穩定。
焊接過程中克服等離子雲影響的常用方法是通過噴嘴對熔池表麵吹惰性氣體,可以利用氣體的機械吹力驅除等離子雲使其偏離熔池上方。還可以利用較低溫的氣體降低熔池上方高溫氣體的溫度,抑製產生等離子雲的高溫條件。也可以采用高頻脈衝激光焊,使每個激光脈衝的加熱時間少於更離子雲形成的時間(約0.5ms),則等離子雲還未生成焊接加熱已結束。另外還可以采用高速焊或叫段波長的激光進行焊接，對減輕等離子雲對焊接過程的幹擾也有一定的作用。現在還有去處等離子雲的設備,包括控製主機以及與所述控製主機通過電連接的感應線圈,所述感應線圈位於等離子雲正上方,主機控製感應線圈產生用於快速去除等離子雲的交變磁場。
激光焊接與切割不宜使用長焦距聚焦鏡。也就是說，在焦平麵上的光束直徑d與透鏡焦距f和光束發散角θ有關（d=fθ）,在激光焊接與切割時，為獲得足夠高的功率密度，一般不允許光束發散角過大，也不使用長焦距聚焦鏡。在高校焊接中不宜采用激光熔焊方法。因為激光熔焊是通過熱傳導方式將激光能量向工件內部傳輸，激光能利用率較低，焊接速度較慢，熔深較淺，不易焊接厚板工件。激光深熔焊以產生的小孔為特征，進入小孔的激光通過等離子體和孔壁的多次反射而幾乎完全被吸收，能量利用率高，焊縫熔深大，焊速快，是一種高效的焊接方法，適於厚板焊接和有小孔效應的高速薄板焊接。
為了安全起見，在激光焊接場地的入口處應掛上相應的警示標誌。激光的光束傳輸路線要求高於人的身高並在封閉管道中進行傳輸。當打開激光器或對脈衝器的電容器充電時，要給出聲光警告。在激光器工作時，避免眼合和皮膚受激光輻射直射或漫反射照射，有條件時應將工作場地封閉，隻留有觀察孔，觀察孔帶有衰減裝置，操作人員在封閉罩外或遙控操作。工作場所應裝有通風裝置及防火安全裝置等。
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