激光焊接及其应用领域

什么是激光？ 1960年，世界上使用闪光灯灯泡激发红宝石晶粒产生的激光束。由于晶体的热容量有限，它只能产生非常短的低频脉冲束。尽管瞬时脉冲的峰值能量可能高达106瓦，但仍然是低能量输出。激光技术使用偏光镜反射激光束并将其聚焦在聚焦装置中，以产生巨大能量的光束。如果焦点靠近工件，则工件将在几毫秒内熔化并蒸发。这种效果可用于高功率CO2的焊接过程，而高功率YAG激光的出现开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的关键是大功率激光器。主要有两种类型。一种是固态激光器，也称为Nd：YAG激光器。 Nd（钕）是稀土元素，YAG代表钇铝石榴石，其晶体结构类似于红宝石。 Nd：YAG激光器的波长为1.06μm。主要优点是所产生的光束可以通过光纤传输，因此可以保存到复杂的光束传输系统中。它适用于灵活的制造系统或远程处理。通常用于对精度要求较高的焊接。人工制品。 Nd：YAG激光器的输出功率为3-4 kW，通常用于汽车行业。另一种类型是气体激光器，也称为CO 2激光器。分子气体用作工作介质，以产生均匀的10.6微米（微米）的红外激光。它可以连续工作并输出高功率。标准激光功率在2-5千瓦之间。与其他传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是：1，速度快，深度大，变形小。 2.焊接可在室温或特殊条件下进行，焊接设备简单。例如，激光束穿过电磁场，并且光束不移动，可以在真空，空气和一定的气体环境中焊接激光，并且可以通过对光束透明的玻璃或材料焊接。 3.钛，石英等可焊接耐火材料，可应用于异物，效果良好。 4.激光聚焦后，功率密度高。在焊接大功率设备时，长宽比可以达到5：1和10：1。5.可以进行微焊接。聚焦后，激光束可以获得非常小的光斑，并且可以定位。可用于大规模自动化生产的微小工件的组装焊接。 6.焊接难以触及的零件，非接触式远程间隔焊接，具有很大的灵活性。特别是近年来，在YAG激光加工技术中已经采用了光纤传输技术，这使得激光焊接技术得到了更加广泛的推广和应用。 7.激光束易于实现时空分离。它可以同时处理多束光并进行多工位处理，这为更精确的焊接提供了条件。但是，激光焊接也有一定的局限性：1.要求焊接的装配精度很高，并且要求光束在工件上的位置不得明显偏移。这是由于激光聚焦后的光斑尺寸小且焊缝狭窄，金属填充了焊缝。如果工件的组装精度或光束定位精度不符合要求，则容易引起焊接缺陷。 2.激光器及其相关系统的成本高，一次性投资大。激光焊接的工艺参数（1）功率密度功率密度是激光加工中最关键的参数之一。通过较高的功率密度，可以将表面层加热至微秒时间范围内的沸点，从而导致大量的汽化。因此，高功率密度有利于材料去除处理，例如钻孔，切割和雕刻。对于较低的功率密度，表面温度达到沸点需要几毫秒的时间。在表层汽化之前，底层达到熔点，这很容易形成良好的熔焊。因此，在导电激光焊接中，功率密度在104〜106W / cm 2的范围内。