激光焊接概述:
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,主要分为脉冲激光焊接和连续激光焊接两种。
脉冲激光主要用于1 m m厚度以内薄壁金属材料的点焊和缝焊,其焊接过程属于热传导型,即激光辐射加热工件表面,再通过热传导向材料内部扩 散,通过控制激光脉冲的波形,宽度,峰值功率和重复频率等参数,使工件之间形成良好的连接。在3 C产品外壳、锂电池、电子元器件、模具补 焊等行业有着大量的应用。脉冲激光焊接最大的优点是工件整体温升很小,热影响范Χ小,工件变形小。
自动激光焊接大部分都是高功率激光器,功率在5 0 0瓦以上,一般1 m m以上的板材都应该使用这种激光器。其焊接机理是基于小孔效应的深熔 焊,深宽比大,可达到5︰1以上,焊接速度快,热变形小。在机械、汽车、船舶等行业有着广泛的应用。还有一部分小功率连续激光器,功率在 几十到几百瓦之间,它们在塑料焊接及激光钎焊这些行业使用得比较多。
激光器工作原理:
YAG激光器的工作原理:激光电源首先把脉冲氙灯点着,通过激光电源对氙灯脉冲放电,形成一定频率,一定脉宽的光波,该光波经过聚光腔辐 射到Nd 3+:YAG激光晶体上,激发Nd 3+:YAG激光晶体发光,再经过激光谐振腔谐振之后,发出波长为1064nm脉冲激光,该脉冲激光经过扩 束、反射、(或经光纤传输)聚焦后打在所要焊接的物体上;在PLC或工业PC机的控制下,移动数控工作台,从而完成焊接。焊接时所需要的脉冲激 光的频率、脉宽、波形、工作台速度、移动方向均可用单片机、PLC或工业PC机来控制,通过对激光的频率、脉宽的不同设定可调节控制脉冲激光 的能量。
激光焊接特点:
激光焊接是一种新型的焊接方式,激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊 接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等,其特点有:
具有高的深宽比,焊缝宽度小,热影响区小,变形小,焊接速度快。
焊缝平整、美观,焊后无需处理或只需简单处理工序。
焊缝质量高,无气孔,可减少和优化母材杂质,组织焊后可细化,焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母材金属。
可精确控制,聚焦光点小,可高精度定λ,易实现自动化。可实现某些异种材料 间的焊接。
激光焊接与传统焊接方式的比较:
焊接方式 |
热影响区 |
热变形 |
焊缝质量 |
是否添加焊料 |
焊接环境 |
激光焊接 |
较小 |
较小 |
较好 |
否 |
无特别要求 |
钎焊 |
一般 |
一般 |
一般 |
是 |
整体加温 |
氩弧焊 |
较大 |
较大 |
一般 |
是 |
需电极 |
电阻焊 |
较大 |
较大 |
一般 |
否 |
需电极 |
等离子弧焊 |
一般 |
一般 |
一般 |
是 |
需电极 |
电子束焊 |
较小 |
较小 |
较好 |
否 |
真空 |