【廣告】
激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種精密焊接方法。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動態(tài)平衡。激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一。20世紀70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過程屬熱傳導型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導向內(nèi)部擴散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。由于其獨特的優(yōu)點,已成功應用于微、小型零件的精密焊接中。中國的激光焊接處于世界先進水平,具備了使用激光成形超過12平方米的復雜鈦合金構件的技術和能力,并投入多個國產(chǎn)航空科研項目的原型和產(chǎn)品制造中。 2013年10月,中國焊接專家獲得了焊接領域?qū)W術獎--布魯克獎,中國激光焊接水平得到了世界的肯定。
激光深熔焊接一般采用連續(xù)激光光束完成材料的連接,其冶金物理過程與電子束焊接極為相似,即能量轉(zhuǎn)換機制是通過“小孔”(Key-hole)結構來完成的。2013年10月,中國焊接專家獲得了焊接領域?qū)W術獎--布魯克獎,中國激光焊接水平得到了世界的肯定。在足夠高的功率密度激光照射下,材料產(chǎn)生蒸發(fā)并形成小孔。這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體,幾乎吸收全部的入射光束能量,孔腔內(nèi)平衡溫度達2500 0C左右,熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來,使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內(nèi)充滿在光束照射下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽,小孔四壁包圍著熔融金屬,液態(tài)金屬四周包圍著固體材料(而在大多數(shù)常規(guī)焊接過程和激光傳導焊接中,能量首先沉積于工件表面,然后靠傳遞輸送到內(nèi)部)??妆谕庖后w流動和壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動態(tài)平衡。光束不斷進入小孔,小孔外的材料在連續(xù)流動,隨著光束移動,小孔始終處于流動的穩(wěn)定狀態(tài)。就是說,小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導光束前進速度向前移動,熔融金屬充填著小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝,焊縫于是形成。上述過程的所有這一切發(fā)生得如此快,使焊接速度很容易達到每分鐘數(shù)米。
用于焊接的主要有兩種激光, 即CO2 激光和Nd:YAG激光。,采用具有德國技術的光纖專用切,配有專業(yè)QBH光纖輸出接口、進口光學鏡片和高度密封的焦點調(diào)整方式,高速電容傳感切割間距0。CO2 激光和Nd: YAG激光都是肉眼不可見紅外光。Nd: YAG激光產(chǎn)生的光束主要是近紅外光,波長為1. 06 Lm, 熱導體對這種波長的光吸收率較高,對于大部分金屬, 它的反射率為20% ~ 30%。只要使用標準的光鏡就能使近紅外波段的光束聚焦為直徑0. 25 mm。CO2 激光的光束為遠紅外光, 波長為10. 6Lm, 大部分金屬對這種光的反射率達到80% ~ 90%,需要特別的光鏡把光束聚焦成直徑為0. 75 - 0. 1mm。Nd: YAG激光功率一般能達到4 000~ 6 000W左右, 現(xiàn)在功率已達到10 000W。而CO2 激光功率卻能輕易達到20 000W甚至更大。
屬于熔融焊接,以激光束為能源,沖擊在焊件接頭上。Nd:YAG激光功率一般能達到4000~6000W左右,現(xiàn)在功率已達到10000W。激光束可由平面光學元件(如鏡子)導引,隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。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。激光焊接設備和產(chǎn)品(17張)激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復合焊,實現(xiàn)大熔深焊接,同時熱輸入量比MIG焊大為減小。