摘要:激光焊接机是一种在工业生产被广泛使用的机械设备,是利用激光束作为热源的一种热加工工艺。
激光焊接机具有许多优点,激光束的激光焦点光斑小,功率密度高,能焊接一些高熔点、高强度的合金材料。
激光焊接机按其工作方式常可分为激光模具烧焊机、自动激光焊接机、首饰激光焊接机等。
下面了解下激光焊接机的相关知识。
一、激光焊接机是什么。
激光焊接机又常称为激光焊机、能量负反馈激光焊接机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、激光焊接设备等,是材料加工激光焊接时用的机器。
二、激光焊接机的工作原理
激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池。
激光焊接机是一种新型的焊接方式,主要针对薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。
三、激光焊接机的种类
1、按其工作方式常可分为激光模具烧焊机(手动激光焊接设备)、自动激光焊接机、首饰激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机、振镜焊接机、手持式焊接机等,专用激光焊接设备有传感器焊机、矽钢片激光焊接设备、键盘激光焊接设备。
2、按可焊接图形有:点、直线、圆、方形或由AUTOCAD软件绘制的任意平面图形。
四、激光焊接机的优点
1、速度快、深度大、变形小。
2、能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接设备装置简单。例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,最高可达10:1。
5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精确定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。尤其是近几年来,在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。
7、激光束易实现光束按时间与空间分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。
激光焊接机的优缺点和缺点
激光焊接的优势:
1、可将入热量降到最低的需要量,热影响区金相变化范围小,且因热传导所导致的变形亦最低。
2、32mm板厚单道焊接的焊接工艺参数业经检定合格,可降低厚板焊接所需的时间甚至可省掉填料金属的使用。
3、不需使用电极,没有电极污染或受损的顾虑。且因不属于接触式焊接制程,机具的耗损及变形接可降至最低。
4、激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引,可放置在离工件适当之距离,且可在工件周围的机具或障碍间再导引,其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。
5、工件可放置在封闭的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下)。
6、激光束可聚焦在很小的区域,可焊接小型且间隔相近的部件。
7、可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种异质材料。
8、易于以自动化进行高速焊接,亦可以数位或电脑控制。
9、焊接薄材或细径线材时,不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。
10、不受磁场所影响(电弧焊接及电子束焊接则容易),能精确的对准焊件。
11、可焊接不同物性(如不同电阻)的两种金属。
12、不需真空,亦不需做射线防护。
13、若以穿孔式焊接,焊道深一宽比可达10:1。
14、可以切换装置将激光束传送至多个工作站。
激光焊接的缺点
1、焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内。
2、焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准。
3、最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件,生产线上不适合使用激光焊接。
4、高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变。
5、当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。
6、能量转换效率太低,通常低于10%。
7、焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑。
8、设备昂贵。
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