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1、高能焊作業(yè)總結(jié)（一）激光焊1.高能焊概念：高能焊接是指以激光束、電子束、等離子體為熱源，對金屬、非金屬材料進(jìn)行焊接的精細(xì)加工工藝。高能束流焊接的功率密度（PowerDensity）達(dá)到105W/cm2以上。2.高能束流是由單一的電子、光子、電子和離子，或者二種以上的粒子組合而成。3.激光焊概念：激光焊是高能焊的一種。是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效而且精密的焊接方法。它是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量而進(jìn)行焊接的，聚焦的激光束是指：利用大功率相干單色光子流聚焦而成的激光束。3.激光焊特點：（1.）功率密度高。由于激光束的頻譜寬度窄，經(jīng)過會聚后的光斑直
2、徑可以小到0.01mm，功率密度可以達(dá)到109W/cm2，可以焊接0.1~50mm厚的工件。（2.）脈沖激光焊加熱時間短、焊點小、熱影響區(qū)小。（3.）激光焊與電子束焊有許多相似之處，但它不需要真空室，不產(chǎn)生X射線，更適合生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。激光焊接已成為高能束焊接技術(shù)發(fā)展的主流。缺點是激光焊接一些高反射率的金屬還比較困難，另外設(shè)備投資大。（4..）激光能夠反射、透射、能夠在空間傳播相當(dāng)長的距離而衰減很小，激光焊能夠遠(yuǎn)距離焊接，或者對難以接近的部位進(jìn)行焊接，能夠透過玻璃等其他透明物體進(jìn)行焊接。（5..）激光不受電磁場的影響。（6.）激光的電光轉(zhuǎn)換效率低（約為0.1%~0.3%）
3、。工件的加工和組裝精度要求高，夾具要求精密，因此焊接成本高。（7.）一臺激光器可供多個工作臺進(jìn)行不同的工作，既可以用于焊接，又可以用于切割、合金化和熱處理，一機多用。4激光焊接的優(yōu)點激光焊接具有以下優(yōu)點：能量密度高，可聚焦，深穿透，高效率，高精度，適應(yīng)性強等。5激光焊設(shè)備組成激光焊接設(shè)備由以下設(shè)備組成：工作平臺，激光器，光束檢測系統(tǒng)，焊接過程檢測系統(tǒng)，導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)6激光器的組成激光器一般由以下這些部件組成：（1）激光工作物質(zhì)：必須是一個具有若干能級的粒子系統(tǒng)并且具備壓穩(wěn)態(tài)能級，使粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和受激輻射成為可能。（2）激勵源：即泵浦源，給激光物質(zhì)提供能量，使之
4、處于非平衡狀態(tài)，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。（3）諧振腔：機制給受激輻射提供振蕩空間和穩(wěn)定輸出的正反饋，并且限制光束的方向和頻率。（4）電源：為激勵源提供能源。（5）控制和冷卻系統(tǒng)：保證激光器能夠穩(wěn)定、正?？煽抗ぷ?。（6）聚光器：固體激光器特有，使光泵浦的光能最大限度地照射在激光工作物質(zhì)上7.按照激光工作物質(zhì)的狀態(tài)，激光器可以分為：固體激光器和氣體激光器，提高泵浦光的利用率。8.固體激光器根據(jù)不同的用途，有不同的工作方式，一般可以分為三種：（1）脈沖激光器——單次發(fā)射，每個激光脈沖的寬度為零點幾毫秒至幾十毫秒，每完成一次任務(wù)僅有一個脈沖。（2）重復(fù)頻率激光器——這種激光器每秒可以產(chǎn)生
5、幾個到幾十個脈沖，每完成一個任務(wù)需要幾個脈沖。（3）連續(xù)激光器——可以長時間穩(wěn)定的輸出激光連續(xù)使用。9.CO2激光器工作氣體的主要成分是CO2(CarbonDioxide)、N2（Nitrogen）和He（Helium）。10.CO2激光器具有以下特點：（1）輸出功率大，國外有100kW的CO2激光焊機。高功率激光焊接設(shè)備主要應(yīng)用于冶金加工和汽車制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。（2）輸出功率范圍大，最小輸出功率為數(shù)毫瓦，最大可輸出功率幾百kW。（3）能量轉(zhuǎn)換率高，大大的高于固體激光器。理論轉(zhuǎn)換功率為40%，實際應(yīng)用中光電轉(zhuǎn)換效率為15%。（4）CO2激光波長為10.6μm的紅外激光，屬于
6、紅外線?？梢栽诳諝庵袀鞑ズ苓h(yuǎn)而衰減很小。11.激光焊的分類按照激光器輸出能量方式的不同來區(qū)分，激光焊可以分為：脈沖激光焊，連續(xù)激光焊（包括高頻脈沖連續(xù)激光焊）。按照激光聚焦后光斑上功率密度的不同，激光焊可分為：傳熱焊，深熔焊。12．傳熱焊定義：傳熱焊又叫熱導(dǎo)焊。傳熱焊所用采用的激光光斑功率密度較低，（一般情況下，激光的光斑功率密度小于105W/cm2），當(dāng)激光功率密度介于105W/cm2～106W/cm2的時候，也被認(rèn)為是傳熱焊。13.傳熱焊過程機理分析：工件吸收激光后，激光將金屬表面加熱到熔點與沸點之間，焊接的時候，金屬材料表面將所吸收的激光轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使得金屬表面溫?/p>
7、升高而熔化，但是僅僅達(dá)到表面熔化的程度。然后通過熱傳導(dǎo)方式，把熱能向金屬工件內(nèi)部傳遞，使得熔化區(qū)域逐漸擴大形成熔池。凝固后形成焊點或者焊縫，熔深輪廓近似半球形。這種焊接機理稱為傳熱焊。它類似與TIG焊等鎢極電弧焊原理。這種焊接模式熔深淺，深寬比較小。14．傳熱焊的主要特點：傳熱焊激光光斑的功率密度小，很大一部分光被金屬表面反射，光的吸收效率低，焊接熔深淺，焊接速度慢，主要用于厚度小于1mm的薄板以及小零件的焊接加工。15.深熔焊定義：深熔焊采用的激光光斑功率密度比較高。當(dāng)激光光斑的功率度大于等于106W/cm2（通常介于106
