激光深熔焊接通常使用连续激光束,其过程类似于电子束焊接,通过形成“小孔”结构来实现能量转换。在高功率密度激光作用下,材料蒸发形成小孔,吸收几乎全部入射光束能量,孔内温度可达约2500℃。热量传递使周围金属熔化,小孔内充满高温蒸汽,周围是熔融金属和固体材料。小孔内外的动态平衡由蒸汽压力和液体流动维持,光束持续进入小孔,材料连续流动,小孔随光束移动而稳定存在。熔融金属填补小孔留下的空隙并冷凝,形成焊缝。这一过程迅速,使得焊接速度可达到每分钟数米。
在医疗器械制造中,激光焊接技术被用于制造心脏支架等需要极高精度的部件。南京激光焊接工作站
激光焊接参数是决定焊接能力的重要因素,直接影响焊接质量,因此必须对激光焊接的工艺参数进行研究和控制,才能有效采用激光焊接技术。主要的工艺参数有:激光输出功率,激光输出波形,激光脉冲宽度,离焦量和焦距,焊接速度,材料的吸收率,保护气体等。激光的输出功率和焊接速度影响着焊接温度,熔池的大小和熔池的深度,影响着焊接的质量。脉冲宽度影响着熔深和HAZ,对焊接质量也能产生很大的影响。焊接时光束的焦距和离焦量影响着能量密度,采用短焦距可获得较高的能量密度,光斑小,但要求工件的间距要小。激光束与材料吸收的相容性对材料的吸收率影响很大,它也影响着熔池中温度升高的趋势,对焊接热循环及焊接接头的质量造成一定的影响。南京激光焊接工作站激光对热塑性材料的焊接主要是采用激光透射焊接的方法。
与其他焊接方法相比,激光焊接的主要优点有:(1)激光焊接的功率密度大,方向性强(2)激光焊接速度快,深度大,变形小(3)激光焊接设备简单,可直接在大气中焊接,不需要真空或惰性气体的保护,便于用于实际生产。(4)由于激光束能利用反射面将其向任何方向弯曲或聚焦,所以适合于焊接较复杂的零件。(5)激光焊接还可以应用于异种金属材料的焊接,甚至可以焊接玻璃钢等非金属。但激光焊接也有一定的局限性:(1)焊接装配精度极高,因为激光束的光斑很小,焊缝很窄,不加任何填充材料,否则极易造成焊接缺陷(2)激光焊接设备费用很高,一次性投资很大。
在我国,激光焊接技术在板材拼接、多联齿轮焊接以及双金属锯条焊接等多个领域都取得了明显的研究成果。例如,中科院长春光电研究所采用CO2激光器对双金属焊条进行焊接,实现了700千瓦的焊接功率和每分钟2米的焊接速度。焊接完成后,通过高温回火处理,该技术达到了电子束焊接的品质,并且显著提高了使用寿命。上海光电研究所与华中科技大学合作,使用国产大功率CO2激光器对齿轮进行深熔焊接,成功获得了深度为4毫米、深宽比为2:1的焊缝。为满足武汉钢铁公司和东风汽车公司对车身激光焊接的需求,我国研发了一套先进的激光焊接设备,攻克了高功率CO2焊接设备的关键技术难题,为4至6毫米厚材料的激光焊接提供了重要的技术支持。激光深熔焊接通常使用连续激光束,其过程类似于电子束焊接,通过形成“小孔”结构来实现能量转换。
随着激光行业的发展和激光器成本的降低,激光塑料焊接正逐渐取代传统的焊接方式。激光焊接技术是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化,进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。与传统塑料焊接相比,激光塑料焊接具有以下独特的优势:1.激光塑料焊接属于非接触焊接,与焊接工件没有物理接触也不产生化学反应,可以在工业环境下操作,焊接过程清洁无污染,适合用于卫生安全的医疗和食品行业。2. 激光可以通过光束整形来调控光束尺寸大小和改变形状,便于控制热影响区和接合区的大小,具有高的自由度和较好的灵活性,并且对焊接零部件的尺寸及形状没有限制,可实现二维和三维的焊接,提供了零部件多样化的定制服务。3. 激光塑料焊接的焊接速度快,焊缝强度高,无飞边,无残渣,能够保证焊接区域的良好外观。4. 激光塑料焊接部件精密牢固,不透气,不漏水,能极大减少热应力和振动应力,适合对精密电子元器件和易损坏器件的焊接。为适应汽车工业的大规模生产和自动化需求,激光焊接设备正朝着大功率和多路式方向发展。南京激光焊接工作站
激光焊接机的光路调整技巧与注意事项。南京激光焊接工作站
激光焊接具有熔透深、易于控制的特点,熔透深度受金属导热率影响,焊缝的深宽比可比电弧焊大,明显提升产品焊接质量。其焊接速度快,取决于材料、熔透深度和激光功率,薄材料焊接速度可达30m/s,有效提高生产效率和产值。激光焊接工艺重复性好,适用于形状固定、可自动焊的部位,易于实现计算机化,适合大批量生产,进一步提升生产效率。激光焊接应用范围广泛,可提供足够功率焊接各种同类或不同类材料,还能焊接形状不规则的接缝。对于传统技术难以焊接的合金系列,激光焊接能使过程更稳定,提高焊缝强度并具备优异的成形。在锅炉生产过程中,焊接质量、时间和劳动力消耗对制造过程的质量和效率至关重要。采用激光焊接技术,能大幅提升焊接环节的工作效率和生产质量,符合锅炉制造优化效率、规模化发展的前景和趋势。南京激光焊接工作站