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    [轉(zhuǎn)載]激光焊接技術(shù)概述 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2009-03-30
    激光焊接通常不采用填充焊料,因此零件之間的配合間隙要小于最精細(xì)零件厚度的15%。零件各部分都要相對(duì)清潔,因?yàn)楹附铀俣群芸,來不及將雜質(zhì)燒掉。多數(shù)活性金屬的焊接要求有保護(hù)氣體,但是許多合金也可以在空氣中進(jìn)行焊接。 G[]h1f!  
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    焊接時(shí)的熱能輸入和焊點(diǎn)形狀可以由激光參數(shù)及光學(xué)部件控制,分別進(jìn)行熱傳導(dǎo)模式焊接,熔透焊接,和小孔焊接。熱傳導(dǎo)焊接的深度較淺,范圍較寬,類似于GTAW或TIG焊縫形狀。這種焊接常常用于一些小型器件,比如醫(yī)療設(shè)備和工具,或者中繼罐及電池這樣的電子產(chǎn)品,它們需要焊接處光滑,外形美觀。熔透模式焊接的深度與焊接寬度相當(dāng)或略深于寬度。采用熔透模式焊接時(shí),輸入的熱能小,熔池小而深,可以用更低平均功率的激光器。由于焊接周期中維持小孔的需要,小孔模式焊接只用連續(xù)或超級(jí)模式的連續(xù)激光器。小孔焊接熔池深度寬度比高,達(dá)到6:1,是效率最高的焊接過程。脈沖,連續(xù),超級(jí)模式的連續(xù)激光器都能在熱傳導(dǎo)模式下工作,連續(xù)激光器可以用熔透模式,而只有超級(jí)模式連續(xù)激光器可以用于小孔焊接模式。 71Y3.1+  
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    焊接系統(tǒng) D2f~*!vEnA  
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    脈沖Nd: YAG激光器能發(fā)出多種多樣的脈沖,焊接時(shí)可以設(shè)置脈沖的能量,峰值功率,局部的走勢(shì)和形狀等。正是通過控制這些脈沖參數(shù),脈沖YAG激光器成為全面的焊接系統(tǒng)。即使是低平均功率的脈沖YAG激光器也能進(jìn)行大點(diǎn)焊,深度點(diǎn)焊和縫焊,因?yàn)榕c材料的相互作用由以上的脈沖參數(shù)決定,而平均功率對(duì)焊接的影響不大。脈沖YAG激光器能產(chǎn)生幾十焦耳能量的脈沖,而激光器的平均功率只有100w。脈沖的峰值功率通常最小為2KW,也可高達(dá)10KW?偟膩碚f,脈沖Nd:YAG激光器可用于各種點(diǎn)焊,或者是熱敏元件的縫焊,以及鋁和銅合金的焊接。脈沖的能量越高,單個(gè)脈沖所熔化的材料就越多,所以熔深是由脈沖能量而不是平均功率來決定的。脈沖激光器的峰值功率將克服鋁,銅及其他類似合金的反射和散熱等不利因素。脈沖激光器焊接深度能達(dá)到3mm。鐵合金與高鎳合金焊接時(shí)的峰值功率需要達(dá)到1KW,鋁合金峰值功率需要大約3KW,銅合金需要5KW。可以分段調(diào)整脈沖的形狀使焊接質(zhì)量最優(yōu)化,并實(shí)現(xiàn)不相近的金屬之間的焊接。JK激光器擁有最新的脈沖整形技術(shù)。通過在整個(gè)脈沖范圍內(nèi)調(diào)整峰值功率來控制冷卻速率,減少裂縫,消除氣孔,改善焊接外觀。 ]+Z,HY@;-  
    cA~bH 6  
    連續(xù)激光器與超級(jí)模式連續(xù)激光器用于快速,低熱能輸入,縫焊和拼焊的情況。這些激光器能進(jìn)行連續(xù)的或高速模式及超級(jí)模式的激光輸出,為高速焊接和深度焊接提供連續(xù)的熔池。真正的脈沖激光器每次脈沖都形成新的熔池并覆蓋前次脈沖高達(dá)90%,而連續(xù)激光器輸入很低的熱能就可以焊接了。 {6mFI1;q  
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    然而,連續(xù)或超級(jí)模式的連續(xù)激光器必須用較高的平均功率來進(jìn)行更深的熔透焊接。為了提高焊接深度,激光器要加大平均功率或者降低焊接速度。這些激光器能進(jìn)行熱傳導(dǎo)模式,熔透模式,甚至是近似電子束焊接的小孔模式焊接?梢詫(duì)激光束進(jìn)行不同的調(diào)整,如定點(diǎn)模式,縫焊模式以功率爬升模式。而許多模式都包含在受到專利保護(hù)的超級(jí)模式中。采用超級(jí)模式能將鐵合金焊接深度或速度提高40%,鋁合金的焊接能力提高600%。 \*Z:w3;r  
    G@U}4' V9  
    超級(jí)模式可實(shí)現(xiàn)正弦波形和方波輸出,激光的峰值功率達(dá)到平均功率的2倍,而平均功率與連續(xù)輸出時(shí)相同。比如,平均功率1KW的激光器能產(chǎn)生100-1000Hz范圍內(nèi)的波形輸出,峰值功率達(dá)到2KW,而平均功率仍然為1KW。焊接區(qū)產(chǎn)生的煙塵及微粒子會(huì)使激光束發(fā)生散射,大約有40%的激光能量會(huì)在焦點(diǎn)處損失。煙塵集中到能反射激光束的程度需要一些時(shí)間。當(dāng)激光能量減少時(shí),煙塵會(huì)迅速消散。超級(jí)模式就是利用了這一點(diǎn),在煙塵達(dá)到一定濃度之前迅速輸入能量,然后等煙塵降到反射濃度閾值之下后開始輸出下一個(gè)高峰值功率。不同的合金有不同的超級(jí)調(diào)整頻率。在焊接中使用超級(jí)調(diào)整也能減少孔隙及發(fā)熱量。在鐵合金中,這些超級(jí)模式的連續(xù)激光器能在平均功率500W的情況下達(dá)到1.5mm的熔深,在1KW情況下達(dá)到3.5mm的熔深,而2KW情況下熔深可達(dá)到8mm。 0U! _