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《激光焊接技術(shù)應(yīng)用.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、一、模具焊機在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用及特點????首先要了解模具缺陷的產(chǎn)生基本上是鑄造過程中出現(xiàn)的沙眼、氣孔；材料加工硬化和表面殘余應(yīng)力影響零件疲勞強度導(dǎo)致的裂痕；機加工過程中的失誤導(dǎo)致的邊、角缺損,劃痕等幾類因素造成。激光相對傳統(tǒng)模具焊接的優(yōu)勢大致和應(yīng)用在其他行業(yè)的優(yōu)勢類似，熱影響小，加工件不易變形，準確度高，氬氣保護后氧化率低，工件不變色，在修補模具小面積裂痕、崩角、飛邊、復(fù)雜角度的沙孔等部位比傳統(tǒng)的氬弧焊優(yōu)勢明顯。氬弧焊由于焊接熱影響大這個先天的缺點導(dǎo)致幾乎不能焊接以上特點的缺陷，這方面激光是不可替代的。
2、????但是由于機器相對氬弧焊的不靈活性，一些大型的模具并不適合激光焊，激光更多的用在修補大型模具的零部件和些手機、塑膠模具及類似其大小和精度的模具。往往一個很小的邊角缺損以前要報廢的用激光修補后可正常使用，幾個焊點可挽回幾萬甚至十幾萬的損失。所以這也決定了模具修補行業(yè)低投入高回報的特點。????二、模具焊機的方案制訂過程????據(jù)[ee.icxo.com]報道，在經(jīng)過市場調(diào)研了解到模具補焊的行業(yè)前景后,我們提出了制造模具焊機的方案,基本思路是在原點焊機的基礎(chǔ)上改型.其中幾個重點部分是:為了能適應(yīng)高強
3、度,高硬度材料的補焊,要大幅度的提高激光能量;由于有些體積較大的模具,激光腔體要做成懸臂式;為了保證焊點的連續(xù)性和均勻性要增加放置模具的二維工作臺,而不是以前點焊機的基本用手的定位方式。????三、激光焊接的分類及原理????根據(jù)激光對工件的作用方式或激光束的輸出方式的不同,可以把激光焊分為脈沖激光焊和連續(xù)激光焊，前者形成一個個圓形焊點，后者形成一條連續(xù)的焊縫.脈沖焊接時輸入到工件上的能量是斷續(xù)的，脈沖的。脈沖激光焊中大量使用的脈沖激光器主要是YAG激光器。YAG激光器使用的重復(fù)頻率寬。還可以將連續(xù)輸
4、出的YAG激光器和CO2激光器通過打開或者關(guān)閉裝在激光器上面的光閘來用于脈沖焊接。????若根據(jù)激光焊時焊縫的形成特點又可把激光焊分為熱傳導(dǎo)焊和深熔焊（小孔激光焊）。模具焊接屬于脈沖激光焊中的熱傳導(dǎo)焊，其原理是當激光功率密度小于105W/cm2時，激光將金屬表面溫度升高而熔化，從微觀上來講，激光吸入金屬材料的深度只限于表面下的10-5cm，光子的能量主要被導(dǎo)電電子所吸收，電子在10-11~10-10S內(nèi)將能量傳給晶格，在時間大于10-9S以后便可以認為電子氣溫度相等了，從而建立起金屬表面的總溫度T的概
5、念。所以激光對金屬的加熱可以看作是一種表面熱源，在表面層光能變?yōu)闊崮?，向金屬深處傳播遵循一般的熱傳?dǎo)規(guī)律，其然后通過熱傳導(dǎo)方式把熱能傳向金屬內(nèi)部，使熔化區(qū)域逐漸擴大，凝固后形成焊點，熔深輪廓近似為半球形，其特點是使用激光光斑功率密度小，很大一部分光被金屬表面所反射，光的吸收率較低，溶池形成時間長，且熔深淺，多用于小型零件的焊接。????當能量一定的激光照射到材料表面時，部分能量被反射，部分能量被吸收，對于透明材料就還有部分能量被透射。對于金屬材料而言透射率為零，加上照射的總能量不變，所以如果材料的反射
6、率增加就會降低吸收率，反之也成立。????我們在用激光打標或焊接樣品時，經(jīng)常碰到Au,Cu或亮度很高的不銹鋼等材料，這類材料是自身的反射率高于其它材料或者表面粗糙度很小造成的高反射率。高的反射率決定了相對較低的吸收率，所以通常我們加大激光能量來達到要求的效果。當然還有其它的解決方法就是如果是材料自身的反射率高可以用更小波長如532nm的脈沖激光焊接銅等高反材料，因為金屬材料的反射系數(shù)及所吸收的光能取決于激光輻射的波長，激光器輻射波長越短,金屬的反射系數(shù)就越小,所吸收的光能就越多，這個應(yīng)用在國外很常見，
7、這也是激光焊接發(fā)展的一個趨勢。如果是鋼鐵材料表面粗糙度導(dǎo)致的高反射率,對紅外波長的激光反射率也很高,給激光加工帶來不利的一面,但鋼鐵工件表面經(jīng)黑化處理后,提高它的吸收率，能吸收80%以上的激光功率。????四、激光焊接的工藝參數(shù)調(diào)整????脈沖能量????脈沖能量反映在我們點焊機上的參數(shù)就是調(diào)整電壓,它決定了加熱能量的大小,主要影響金屬的熔化,當能量增大時,焊點的熔深和直徑增加,還有些平時我們忽略的問題,大的電壓相對大脈寬而言焊點的組織結(jié)構(gòu)更致密,很多地方我們要借鑒這個規(guī)律(例如焊PT料的首飾的經(jīng)驗參
8、數(shù)是電壓400V,脈寬2MS,如果在保證輸出總能量不變的基礎(chǔ)上調(diào)小電壓增加脈寬,就會發(fā)現(xiàn)經(jīng)過打磨拋光后有時有氣孔,照原理來講氣孔大部分是熔深不夠造成,而且脈寬對熔深的影響更大才對,但是更深層的想大脈寬小電壓會導(dǎo)致焊點密度小結(jié)構(gòu)疏松,這正提高了氣孔產(chǎn)生的幾率)????由于光脈沖能量分布不均勻性,最大熔深總是出現(xiàn)在光束的中心部位,光斑的外圈部分能量相對較弱所以焊點直徑總是小于光斑直徑,在很多精密焊接的時候我們要考慮到可見焊點以外的熱影響區(qū)(例如焊鑲寶石的戒指
