鋁合金焊接的優(yōu)勢制造工藝~激光焊接

xiaobing86203

激光焊是以聚焦的激光束作為能源轟擊焊件所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接的一種高效精密的焊接方法。
  d: A6 o) m0 G* ]& Z4 V* g激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。20世紀(jì)70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。
激光焊接的原理

激光焊接原理

激光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散，將材料熔化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式，激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接，可實現(xiàn)點(diǎn)焊、對接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高，焊縫寬度小，熱影響區(qū)小、變形小，焊接速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡單處理，焊縫質(zhì)量高，無氣孔，可精確控制，聚焦光點(diǎn)小，定位精度高，易實現(xiàn)自動化。
. n/ E' g, h' v9 _  U9 D" h0 ^激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2為熱傳導(dǎo)焊，此時熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2時，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點(diǎn)。
6 x# D7 G  a( }* `3 l* z1 o" y* j1、激光深熔焊        當(dāng)功率密度比較大的激光束照射到材料表面時，材料吸收光能轉(zhuǎn)化為熱能，材料被加熱熔化至汽化，產(chǎn)生大量的金屬蒸汽，在蒸汽退出表面時產(chǎn)生的反作用力下，使熔化的金屬液體向四周排擠，形成凹坑，隨著激光的繼續(xù)照射，凹坑穿人更深，當(dāng)激光停止照射后，凹坑周邊的熔液回流，冷卻凝固后將兩焊件焊接在—起。
; S4 _3 t) X8 f8 I8 H- j# _( W* |1 F2、熱傳導(dǎo)焊接        當(dāng)激光照射在材料表面時，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，將光能轉(zhuǎn)化為熱能而加熱熔化，材料表面層的熱以熱傳導(dǎo)的方式繼續(xù)向材料深處傳遞，最后將兩焊件熔接在一起。 兩者區(qū)別
前者熔池則被激光束穿透成孔；后者熔池表面保持封閉。傳導(dǎo)焊對系統(tǒng)的擾動較小，因為激光束的輻射沒有穿透被焊材料，所以，在傳導(dǎo)焊過程中焊縫不易被氣體侵入；而深熔焊時，小孔的不斷關(guān)閉能導(dǎo)致氣孔。傳導(dǎo)焊和深熔焊方式也可以在同一焊接過程中相互轉(zhuǎn)換，由傳導(dǎo)方式向小孔方式的轉(zhuǎn)變?nèi)�決于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脈沖持續(xù)時間。激光脈沖能量密度的時間依賴性能夠使激光焊接在激光與材料相互作用期間由一種焊接方式向另一種方式轉(zhuǎn)變，即在相互作用過程中焊縫可以先在傳導(dǎo)方式下形成，然后再轉(zhuǎn)變?yōu)樾】追绞健?/font>
& E( R! e  t6 J/ x激光焊接的特點(diǎn)
1、屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。
2、激光束可由平面光學(xué)元件（如鏡子）導(dǎo)引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。
3、激光焊接屬非接觸式焊接，作業(yè)過程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。
/ }3 A0 @* _" C3 n( f9 c8 N3 ?4、激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復(fù)合焊，實現(xiàn)大熔深焊接，同時熱輸入量比MIG焊大為減小。
激光焊接的好處
5 p0 J0 i. _; Z2 s/ o. i8 d1、可將入熱量降到最低的需要量，熱影響區(qū)金相變化范圍小，且因熱傳導(dǎo)所導(dǎo)致的變形亦最低。
2、不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程，機(jī)具的耗損及變形接可降至最低。
3、激光束易于聚焦、對準(zhǔn)及受光學(xué)儀器所導(dǎo)引，可放置在離工件適當(dāng)之距離，且可在工件周圍的機(jī)具或障礙間再導(dǎo)引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發(fā)揮。
9 G# q. u- z7 z: G4、激光束可聚焦在很小的區(qū)域，可焊接小型且間隔相近的部件，可焊材質(zhì)種類范圍大，亦可相互接合各種異質(zhì)材料。
- n% p% R! j% [1 J4 |5、不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對準(zhǔn)焊件。
6、若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達(dá)10:1。
) q3 @  H2 t- g1 L1 Q7、焊接薄材或細(xì)徑線材時，不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。

6 _1 U4 d& @5 j) ]7 r: F# y" Q  r& H2 ^激光焊接的局限性
1、受光束質(zhì)量、激光功率的限制，激光束的穿透深度有限，而加工用高功率高光束質(zhì)星的激光器價格昂貴，同時高功率激光束焊接時，等離子體的控制更加困難，焊接過程穩(wěn)定性惡化，甚至出現(xiàn)屏蔽效應(yīng)而使熔深下降，因此激光焊接一般應(yīng)用于較薄材料的焊接。        2、激光束的直徑很小，熱作用區(qū)域較窄，對工件裝配間隙要求嚴(yán)格。且l使采用激光填絲多層焊接也難以完全克服，同時由于焊絲與光束相互作用，使焊接工藝參數(shù)的調(diào)整更加復(fù)雜。        
; ~$ q: L9 r3 z2 l3、激光焊接時形成的等離子體對激光的吸收和反射，降低了母材對激光的吸收率，使激光的能量利用率降低，同時使焊接過程變的不穩(wěn)定。      
4、激光對高反射率、高導(dǎo)熱系數(shù)材料的焊接比較困難，熔池的凝固速度快使其容易產(chǎn)生氣孔，冷裂紋，同時合金元素和雜質(zhì)元素容易偏析，出現(xiàn)熱裂紋等缺陷。
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激光焊接的應(yīng)用

1、制造業(yè)
1 y3 Q$ ~" T/ B- o2 k9 D激光拼焊技術(shù)在國外轎車制造中得到廣泛的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計，2000年全球范圍內(nèi)剪裁坯板激光拼焊生產(chǎn)線超過100條，年產(chǎn)轎車構(gòu)件拼焊坯板7000萬件，并繼續(xù)以較高速度增長。
! t7 c0 D7 Y% f9 a& q$ |0 I2 e2、粉末冶金
1 z) Q3 B" E$ `- V" _' D在八十年代初期，激光焊以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入粉末冶金材料加工領(lǐng)域，為粉末冶金材料的應(yīng)用開辟了新的前景。
2 l+ J2 h' Z$ m. Q' |) ^( b2 @3、汽車工業(yè)
20世紀(jì)80年代后期，千瓦級激光成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，而今激光焊接生產(chǎn)線已大規(guī)模出現(xiàn)在汽車制造業(yè)，成為汽車制造業(yè)突出的成就之一。
4、電子工業(yè)
激光焊接在電子工業(yè)中，特別是微電子工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。激光焊接熱影響區(qū)小、加熱集中迅速、熱應(yīng)力低，因而正在集成電路和半導(dǎo)體器件殼體的封裝中，顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性，在真空器件研制中，激光焊接也得到了應(yīng)用，如鉬聚焦極與不銹鋼支持環(huán)、快熱陰極燈絲組件等。
( E  S, `, A6 z* A8 I5、生物醫(yī)學(xué)
2 `' v" @0 p3 z: e% m. z4 i激光焊接方法與傳統(tǒng)的縫合方法比較，激光焊接具有吻合速度快，愈合過程中沒有異物反應(yīng)，保持焊接部位的機(jī)械性質(zhì)，被修復(fù)組織按其原生物力學(xué)性狀生長等優(yōu)點(diǎn)將在以后的生物醫(yī)學(xué)中得到更廣泛的應(yīng)用。
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在汽車輕量化電池包產(chǎn)品中，激光焊接有如下特色：

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韓寒11

激光焊接在汽車制造中使用的比較多

梁福重

我本人對此論點(diǎn)是存疑的,試問為何鋁材用TIG焊接時需切換成交流AC,其根本原因在哪?不就是以AC弧的擾動特性來沖破熔材表面那層妨礙熔合的氧化層，激光焊有這樣的特性嗎?做實驗證明吧！

面壁深功

平時叫的“深熔焊”是指？

梁福重

面壁深功 發(fā)表于 2017-8-31 08:17
平時叫的“深熔焊”是指？

$ ?, L- v; I  o$ [* @8 M平時叫的“深熔焊”是指？ 一般是指熔池深度>熔池寬度，而熔池深寬比是可以藉由改變焊接參數(shù)來調(diào)整，視熔焊結(jié)構(gòu)而各有差異(盡量讓熱影響區(qū)的結(jié)晶大小和緩變化才不致->應(yīng)力/龜裂)
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3 X% b" `4 J9 q( Y0 @) e" a% w" O壇友"面壁深功"您好,昨有收到您發(fā)送加好友的訊息，但我因係剛加入，並無足夠權(quán)限批準(zhǔn)添加好友，尚請見諒，若需交流切磋，歡迎給我留言或發(fā)送消息，祝祺安！  

小周大大2016

學(xué)習(xí)了