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3D新聞

用於3D零件的最新光纖激光焊接技術

星之球科技 來源:創想跟蹤2021-01-07 我要評論(0 )   

激光焊接是工業(ye) 激光材料加工中最早的應用之一。在大多數早期應用中,激光產(chan) 生的焊縫質量更高,從(cong) 而提高了生產(chan) 率。隨著激光器類別的發展,現在,激光源具有更高的功率、...

激光焊接是工業(ye) 激光材料加工中最早的應用之一。在大多數早期應用中,激光產(chan) 生的焊縫質量更高,從(cong) 而提高了生產(chan) 率。隨著激光器類別的發展,現在,激光源具有更高的功率、不同的波長和更寬的脈衝(chong) 能力範圍。除此之外,光束傳(chuan) 輸、機器控製硬件和軟件、過程傳(chuan) 感器,都促進了激光焊接過程的更好的新發展。

激光焊接具有獨特優(you) 勢,包括低熱量輸入、狹窄的熔合區和熱影響區,以及以前難以使用會(hui) 產(chan) 生較大熱量輸入到零件的工藝進行焊接的材料的優(you) 異機械性能。這些性能使激光焊接形成的焊縫更堅固,並且在外觀上更具吸引力。另外,激光焊接所需的設置時間也少得多,加上激光跟蹤傳(chuan) 感器,可以實現自動化,從(cong) 而降低了產(chan) 品成本。所有這些新技術都進一步擴大了激光焊接的應用範圍。在許多行業(ye) 中,使用不同的金屬、部件形狀、尺寸和體(ti) 積的光纖激光焊接已成功應用。

電池焊接

電動汽車和許多電子設備中鋰電池的應用不斷增加,意味著工程師在產(chan) 品設計中使用了光纖激光焊接。由銅或鋁合金產(chan) 生的承載電流的組件通過光纖激光焊接連接端子,以連接電池中的一係列電池。激光焊接鋁合金(通常為(wei) 3000係列)和純銅,以形成與(yu) 電池正極和負極的電接觸。電池中使用的所有材料和材料組合都是新光纖激光焊接工藝的候選材料。重疊、對接和角焊的接頭使電池內(nei) 部實現各種連接。接線片材料的激光焊接到負極和正極端子會(hui) 產(chan) 生包裝的電接觸。最後的電池組組裝焊接步驟,即鋁罐的接縫密封,為(wei) 內(nei) 部電解液創造了屏障。由於(yu) 期望電池能夠可靠地工作10年或更長時間,因此選用激光焊接能始終具有高品質。使用正確的光纖激光焊接設備和工藝,激光焊接能夠始終如一地生產(chan) 3000係列鋁合金的高質量焊縫。

精密加工焊接

船舶和化學精煉廠以及製藥業(ye) 使用的密封件最初是TIG焊接的。由於(yu) 它們(men) 在敏感的環境中使用,因此這些組件是由耐高溫且耐化學腐蝕的鎳基合金材料進行精密加工和研磨的。批量通常很小,設置數量很多。據了解,目前,這些組件的組裝已使用光纖激光焊接進行了改進。用光纖激光焊接代替早期的機器人電弧焊工藝的理由包括:激光焊接質量始終如一;易於(yu) 從(cong) 一種組件配置轉換為(wei) 另一種組件配置,從(cong) 而減少了設置時間,提高了產(chan) 量;並通過組裝激光跟蹤傳(chuan) 感器使激光焊接過程自動化來降低成本。

氣密焊接

醫療設備(例如起搏器和其他電子產(chan) 品)中的氣密性密封電子產(chan) 品已使光纖激光焊接成為(wei) 要求最高可靠性的應用的首選工藝。氣密焊接工藝的最新進展已解決(jue) 了有關(guan) 激光焊接和焊縫終點的問題,這是完成氣密密封的關(guan) 鍵位置。先前的激光焊接技術在關(guan) 閉激光束時,即使在降低激光功率時,也會(hui) 在終點處產(chan) 生凹陷。先進的激光束控製消除了薄焊縫和深焊縫中的凹陷。結果是一致的焊縫質量,在終點處沒有孔隙,並且具有改善的外觀和更可靠的密封性。

航空航天焊接

光纖激光焊接鎳和鈦基航空合金需要控製焊縫幾何形狀和焊縫微觀結構,包括最小化孔隙率和控製晶粒尺寸。在許多航空航天應用中,焊縫的疲勞性能是關(guan) 鍵的設計準則。因此,設計工程師幾乎總是指定焊接表麵為(wei) 凸形或略微凸出,以增強焊接強度。為(wei) 此,直徑為(wei) 1.2毫米的填充線用於(yu) 自動化過程。將填充焊絲(si) 添加到對接接頭會(hui) 導致頂部和底部焊道上的焊冠一致。通過確保焊縫的良好微觀結構,焊絲(si) 合金的選擇也有助於(yu) 焊縫的機械性能。

異種金屬焊接

使用不同的金屬和合金製造產(chan) 品的能力大大提高了設計和生產(chan) 的靈活性。在控製成本的同時,優(you) 化成品的性能,例如腐蝕、磨損和耐熱性,是進行異種金屬焊接的普遍動機。連接不鏽鋼和鍍鋅鋼就是一個(ge) 例子。由於(yu) 其出色的耐腐蝕性,304不鏽鋼和鍍鋅碳鋼已廣泛應用於(yu) 各種應用,例如廚房用具和航空部件。該工藝提出了一些特殊的挑戰,特別是因為(wei) 鋅塗層會(hui) 帶來嚴(yan) 重的焊縫孔隙問題。在焊接過程中,熔化鋼和不鏽鋼的能量會(hui) 在大約900攝氏度下蒸發鋅,這大大低於(yu) 不鏽鋼的熔點。鋅的低沸點導致在鎖孔焊接過程中形成蒸汽。在試圖逸出熔融金屬時,鋅蒸氣可能會(hui) 滯留在凝固的焊縫中,從(cong) 而導致焊縫孔隙率過大。在某些情況下,鋅蒸氣會(hui) 隨著金屬的凝固而逸出,從(cong) 而在焊接表麵形成氣孔或粗糙度。通過適當的接頭設計和激光工藝參數的選擇,可以輕鬆進行整飾和機械焊接。厚度為(wei) 0.6毫米的304不鏽鋼和厚度為(wei) 0.5毫米的鍍鋅鋼的搭接焊縫的上表麵和下表麵均無裂紋或氣孔。

考慮到這些年來的許多應用,激光焊接不應再被視為(wei) 非傳(chuan) 統焊接。借助光纖激光焊接,新產(chan) 品的應用無處不在。比如電子包裝、醫療設備、汽車、飛機以及過程設備和傳(chuan) 感器。它已被反複證明可以使新產(chan) 品設計的成本、質量和性能得到顯著改善。


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