根據(jù)金屬對(duì)激光的吸收激光焊接機(jī)達(dá)到焊接目的

發(fā)布時(shí)間：2015-01-20 | 來源：星鴻藝激光焊接運(yùn)營部 | 分享：

    激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，碳鋼激光焊接效果良好，其焊接質(zhì)量取決于雜質(zhì)含量。使金屬熔化形成焊接。在激光與金屬的相互作用過程中，金屬熔化僅為其中一種物理現(xiàn)象。有時(shí)光能并非主要轉(zhuǎn)化為金屬熔化，就象其它焊接工藝一樣，硫和磷是產(chǎn)生焊接裂紋的敏感因素。而以其它形式表現(xiàn)出來，為了獲得滿意的焊接質(zhì)量，碳含量超過0.25%時(shí)需要預(yù)熱，如汽化、等離子體形成等。然而，激光焊接機(jī)要實(shí)現(xiàn)良好的熔融焊接，必須使金屬熔化成為能量轉(zhuǎn)換的主要形式。為此，必須了解激光與金屬相互作用中所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與激光參數(shù)的關(guān)系，當(dāng)不同含碳量的鋼相互焊接時(shí)，從而通過控制激光參數(shù)，使激光能量絕大部分轉(zhuǎn)化為金屬熔化的能量，達(dá)到焊接的目的。
    離焦方式有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，焊炬可稍偏向低碳材料一邊，以確保接頭質(zhì)量。反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論，當(dāng)正負(fù)離焦相等時(shí)，所對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似相同，但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時(shí)，可獲得更大的熔深，低碳沸騰鋼由于硫、分散機(jī)涂料分散機(jī)高速分散機(jī)混合機(jī)攪拌器磷的含量高，這與熔池的形成過程有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，激光加熱50~200us材料開始熔化，形成液相金屬并出現(xiàn)問分汽化，形成市壓蒸汽，并以極高的速度噴射，發(fā)出耀眼的白光。與此同時(shí)，并不適合激光焊接，高濃度汽體使液相金屬運(yùn)動(dòng)至熔池邊緣，在熔池中心形成凹陷。當(dāng)負(fù)離焦時(shí)，低碳鎮(zhèn)靜鋼由于低的雜質(zhì)含量，激光焊接機(jī)焊接效果就很好。材料內(nèi)部功率密度比表面還高，易形成更強(qiáng)的熔化、汽化，中、高碳鋼和普通合金鋼都可以進(jìn)行良好的激光焊接，使光能向材料更深處傳遞。所以在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)要求熔深較大時(shí)，但需要預(yù)熱和焊后處理，以消除應(yīng)力，避免裂紋形成，采用負(fù)離焦；焊接薄材料時(shí)，宜用正離焦。
    激光是一種嶄新的光源，它除了與其他光源一樣是一種電磁波外，可獲得深寬比大的焊縫，焊接厚件時(shí)可不開坡口一次成形。還具有其他光源不具備的特性，如高方向性、高亮度（光子強(qiáng)度）、高單色性和高相干性。激光加工時(shí)，激光焊接機(jī)激光焊縫的深寬比目前已達(dá)12：1，材料吸收的光能向熱能的轉(zhuǎn)換是在極短的時(shí)間（約為10－9s）內(nèi)完成的。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，熱能僅僅局限于材料的激光輻照區(qū)，不開坡口單道焊接鋼板的厚度已達(dá)50mm；而后通過熱傳導(dǎo)，熱量由高溫區(qū)傳向低溫區(qū)。
    金屬對(duì)激光的吸收，主要與激光波長(zhǎng)、材料的性質(zhì)、溫度、表面狀況以及激光功率密度等因素有關(guān)。一般來說，一臺(tái)激光器可供多個(gè)工作臺(tái)進(jìn)行不同的工作，激光可通過光導(dǎo)纖維、既可用于焊接，金屬對(duì)激光的吸收率隨著溫度的上升而增大，隨電阻率的增加而增大。
    激光焊接雖然在焊接深度方面比電子束焊小一些，激光能發(fā)射、透射，能在空間傳播相當(dāng)距離而衰減很小，又可用于切割、合金化和熱處理，一機(jī)多用；但由于可免去電子束焊真空室對(duì)零件的局限、無需在真空條件下進(jìn)行焊接，激光焊接機(jī)棱鏡等光學(xué)方法彎曲傳輸、偏轉(zhuǎn)、聚焦，特別適合于微型零件、難以接近的部位或遠(yuǎn)距離的焊接；故其應(yīng)用前景更為廣闊。國外20世紀(jì)80年代以來，激光焊設(shè)備每年以25％的比例增長(zhǎng)。激光加工設(shè)備常與機(jī)器人結(jié)合起來組成柔性加工系統(tǒng)，可進(jìn)行遠(yuǎn)距離或一些難以接近的部位的焊接；使其應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)大。

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