激光焊接机又常称为激光焊机、能量负反馈激光焊接机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、激光焊接设备等。随着科学技术的不断发展,传统的焊接方式已经满足不了许多工业技术上对材料的特殊要求,而激光焊接机由于结合强度低,热影响区宽等优点广泛应用于手机通讯、电子原件、眼镜钟表、首饰饰品、五金制品、精密器械、汽车配件、工艺礼品等行业。1技术参数(1)焊接速度。焊接速度的快慢会影响单位时间内的热输入量,焊接速度过慢,则热输入量过大,导致工件烧穿,焊接速度过快,则热输入量过小,造成工件焊不透。(2)激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。(3)激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。(4)功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在10^4~10^6W/CM^2。(5)离焦量对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离焦量,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,激光加热50~us材料开始熔化,形成液相金属并出现部分汽化,形成高压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。2优缺点优点1、能焊接难以焊接的材料激光焊接是利用极高的能量密度的激光光束熔合材料,激光焊接机具有焊接速度快、强度高、焊缝窄、热影响区小,并且工件变形量小,后续处理工作量少,灵活性高等优点。激光焊接不仅能焊接常见的碳钢和不锈钢,还能焊接使用传统焊接难以焊接的材料,如结构钢,铝,铜等金属,且能够焊接各种形式的焊缝。2、人工成本少由于在进行激光焊接时热输入极低,焊接后的变形量很小,而且可以达到表面非常美观的焊接效果,所以激光焊接的后续处理很少,可以大大削减或者取消庞大的抛光和整平工序上的人工。而这在人工成本不断上升的今天,尤其具有现实意义。3、灵活性高激光焊接技术是目前加工领域最先进的焊接方式,与传统焊接技术相比,激光焊接技术属非接触式焊接,作业过程不需加压,焊接速度快、功效高、深度大、残余应力和变形小,激光焊接技术可焊接如高熔点金属的难熔材料,甚至可用于如陶瓷、有机玻璃等非金属材料的焊接,对异形材料施焊,效果良好,且具有很大的灵活性。对焊接难以接近的部位,施行柔性传输非接触焊接。激光束可实现时间和能量上的分光,能进行多光束同时加工,为更精密的焊接提供了条件。4、更安全激光焊接机是在密闭的安全防护罩内进行的,并配有自动抽尘装置,在保证员工的健康和安全的同时,也能保持厂房内干净整洁的工作环境。缺点(1)焊件位置需非常精确,务必在激光束的聚焦范围内;(2)焊道快速凝固,可能有气孔及脆化的顾虑;(3)最大可焊厚度受到限制渗透厚度远超过19mm的工件,生产线上不适合使用激光焊接;(4)设备昂贵。(5)当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现;(6)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,焊接性会受激光所改变;(7)焊件需使用夹治具时,必须确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准;(8)能量转换效率太低,通常低于10%;3应用领域五金、工具、仪表行业仪表、传感器、厨房用品、餐具的组焊对接焊,开模具模具制作和使用过程中的修复与改模。不锈钢餐具的无缝焊接、仪表表芯连接处焊接。卫浴厨具行业激光焊接精密有较好的外观,所以在高档卫浴不锈钢产品激光打标、激光焊接有广泛的应用。如:把手、水龙头、不锈餐具、刀具等大多用激光打标的方式制作企业LOGO的,高档电热壶等密封也采用激光焊接来完成。厨房用品、餐具的组焊对接焊,开模具模具制作和使用过程中的修复与改模能源照明建材行业激光加工广泛用激光太阳能电池制造:如太阳能硅片激光划划切割、太阳能热水器导热板焊接。激光加工作为一种环保、高效的加工在未来将得到更广泛的应用汽车行业而今激光焊接生产线已大规模出现在汽车制造业,成为汽车制造业突出的成就之一。德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采用激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊接,90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚,但发展很快。电子、电器行业由于激光加工属于非接触性加工方式,所以不产生机械挤压或机械应力,因此特别符合电子行业的加工要求。如:变压器、电感器、连接器、端子、光纤连接器、传感器、变压器、开关、手机电池、微电子元件、集成电路引线等焊接。
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