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《淺析激光焊接技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、淺析激光焊接技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì):激光作為一種高速度、高精度、高質(zhì)量、低變形的焊接技術(shù),已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了工業(yè)中。本文對(duì)激光焊接技術(shù)的焊接原理、特點(diǎn)、工藝參數(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)闡述,并結(jié)合實(shí)際,對(duì)激光焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了一定的討論?! £P(guān)鍵詞:激光焊接技術(shù);原理;特點(diǎn);應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì) Abstract:laserasahighspeed,highprecision,highqualityandloationofeters,applicationfieldindetail,andconnectin
2、genttrendofcertaindiscussion. Keyenttrend ?。篜755.1:A 前言:激光作為一種電磁波,具有許多自身特有的性質(zhì),在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一,又常稱為鐳射焊機(jī)、激光焊機(jī),按其工作方式??煞譃樽詣?dòng)激光焊接機(jī)、激光模具燒焊機(jī)、光纖傳輸激光焊接機(jī)、激光點(diǎn)焊機(jī)?! ?激光焊接的原理 激光焊接是利用高能量的激光脈沖輻射至材料,對(duì)材料進(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)局部加熱,利用激光與金屬的相互作用,激光輻射的能量以熱傳導(dǎo)方式,向
3、材料的內(nèi)部擴(kuò)散,將材料熔化后形成特定熔池,達(dá)到焊接的目的?! “春附尤鄢匦纬傻臋C(jī)理劃分,激光焊接有兩種基本的焊接機(jī)理:熱傳導(dǎo)焊接和激光深熔焊。前者所用激光功率密度較低(105~1062),當(dāng)激光照射到材料表面時(shí),一部分激光會(huì)被材料吸收,一部分會(huì)被反射,材料吸收后將光能轉(zhuǎn)化為熱能市材料表面熔化,然后以熱傳導(dǎo)的方式向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池,最后將兩個(gè)焊件熔接在一起。熱傳導(dǎo)焊接熔深淺,深寬比較小。 2激光焊接的特點(diǎn) 電弧焊、電阻焊、高能束焊(電子束焊、激光焊)、釬焊、電渣焊、高頻焊、氣焊、氣壓焊、爆
4、炸焊、摩擦焊、冷壓焊、超聲波焊、擴(kuò)散焊等焊接方式,是目前常用的焊接工藝。激光焊接相比于其他焊接方式,具有以下無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):(1)可將進(jìn)入的熱量降到最低的需要量,熱影響區(qū)域的相變化范圍小,因熱傳導(dǎo)所導(dǎo)致的熱變形最低;(2)32mm厚板的單道焊接的工藝參數(shù)業(yè)經(jīng)鑒定合格,降低了厚板焊接所需的時(shí)間,甚至可不使用填料金屬;(3)不需使用電極,沒有電極污染或受損的顧慮;(5)激光束易于聚焦、對(duì)準(zhǔn),受光學(xué)儀器導(dǎo)引,可放置在工件外適當(dāng)?shù)木嚯x,進(jìn)行遠(yuǎn)距離焊接,甚至可在工件周圍的設(shè)備或障礙間導(dǎo)引?! ?影響激光焊接的
5、參數(shù) 3.1激光功率密度 功率密度是激光焊接中最關(guān)鍵的工藝參數(shù)之一。隨著聚焦透鏡焦長(zhǎng)的變化,功率會(huì)隨著改變。對(duì)于較高的功率密度,表層經(jīng)過書微秒即可加熱至沸點(diǎn),產(chǎn)生大量金屬汽化氣體。因此,高功率密度對(duì)于打孔、切割、雕刻等材料去除有利。采用較低功率密度,需要經(jīng)過數(shù)毫秒,材料表層溫度才能達(dá)到沸點(diǎn),在表層汽化之前,底層已達(dá)到熔點(diǎn),容易形成良好的熔融焊接。因此,在傳導(dǎo)型激光焊接中,功率密度在范圍104~1062內(nèi)。 3.2激光脈沖波形 激光脈沖波形既是區(qū)別是材料去除還是材料熔化的重要參數(shù),也是決定加工
6、設(shè)備體積及造價(jià)的關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面,材料表面將會(huì)有60~98%的激光能量被反射損失掉,且反射率隨著表面溫度的變化而變化。在一個(gè)激光脈沖作用周期內(nèi),被加工金屬的反射率的變化也很大?! ?.3激光脈沖寬度 激光脈沖寬度是激光焊接中的一個(gè)重要問題,尤其對(duì)于那些薄片材料焊接時(shí),顯得更為重要。激光脈沖寬度由熔深與熱影響分區(qū)決定,激光脈沖寬度越長(zhǎng),熱影響分區(qū)就越大,熔深隨著激光脈沖寬度的1/2次方增大。但激光脈沖寬度的增大會(huì)降低其峰值功率,較低的峰值功率又會(huì)導(dǎo)致多余的熱輸入?! ?.4離焦量
7、、焦斑 離焦量為工件材料表面離聚焦光束最小斑點(diǎn)的距離,將會(huì)影響激光功率密度以及焊接質(zhì)量。因?yàn)榫劢构馐钚“唿c(diǎn)的中心功率密度很高,容易使材料蒸發(fā)成孔,所以激光焊接通常需要選取一定的離焦量。聚焦光束最小斑點(diǎn)外的各平面上,功率密度的分布相對(duì)均勻。通常長(zhǎng)焦距的能量密度低,光斑大,能量密度足夠情況下,可用于對(duì)接頭定位精度不高的焊接;短焦距的能量密度較高,光斑小,要求工件配合間隙要小。 4激光焊接的應(yīng)用 4.1在制造業(yè)的應(yīng)用 激光拼焊是將幾塊不同材質(zhì)、不同厚度、不同涂層的鋼材用激光把邊部對(duì)焊,焊接成一塊
8、整體板,以滿足零部件對(duì)材料性能的不同要求。從20世紀(jì)80年代中期開始,激光拼焊作為新技術(shù)在歐洲、美國(guó)、日本得到了廣泛的關(guān)注。激光拼焊工藝主要是為汽車行業(yè)進(jìn)行配套服務(wù),尤其在車身零部件生產(chǎn)、制造和設(shè)計(jì)方面,激光拼焊的使用有著巨大的優(yōu)勢(shì)。激光拼焊技術(shù)在國(guó)外轎車制造中得到廣泛的應(yīng)用。 4.2粉末冶金領(lǐng)域 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及工業(yè)技術(shù)對(duì)材料特殊的要求,冶鑄材料已不能滿足需要。由于粉末冶金材料所具有的特殊性能和制造優(yōu)點(diǎn),在汽車、飛機(jī)、工具刃具制造業(yè)等領(lǐng)域中正在取代傳