激光焊接知识集锦讲解
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激光焊接行业小知识激光焊接是一种高精度、高效率的焊接技术,广泛应用于各个行业。
它利用激光束的高能量密度,将工件表面局部加热至熔点以上,通过熔融和冷却形成焊缝。
下面将介绍一些关于激光焊接的小知识。
1. 激光焊接的优点:- 高精度:激光束聚焦后能够实现非常小的焊缝宽度,适用于微小零件的焊接。
- 高效率:激光焊接速度快,熔化区域小,能够提高生产效率。
- 无接触:激光焊接不需要直接接触工件表面,减少了对工件的损伤。
- 无污染:激光焊接不需要使用焊接材料,避免了污染环境的问题。
2. 激光焊接的应用领域:- 电子行业:激光焊接广泛应用于电子元器件的制造,如电池片、电路板等。
- 汽车行业:激光焊接可用于汽车零部件的制造,如车身焊接、发动机零件焊接等。
- 航空航天行业:激光焊接在航空航天领域有重要应用,如飞机结构件的焊接、航天器零部件的连接等。
- 医疗行业:激光焊接可用于医疗器械的制造,如植入式医疗器械的焊接等。
3. 激光焊接的工艺参数:- 激光功率:激光功率的选择与焊接材料的类型和厚度有关,需要根据具体情况进行调整。
- 焦点位置:焦点位置的调整会影响焊缝的质量和形状,需要根据焊接要求进行优化。
- 扫描速度:扫描速度的选择与焊接材料的熔化温度和导热性能有关,需要进行合理的设定。
4. 激光焊接的注意事项:- 安全防护:激光焊接过程中需要采取相应的安全措施,避免激光对人眼和皮肤造成伤害。
- 材料选择:不同材料对激光的吸收率不同,需要选择适合的材料进行焊接。
- 焊接质量检测:焊接后需要进行质量检测,以确保焊缝的质量符合要求。
总结:激光焊接作为一种高精度、高效率的焊接技术,在各个行业都有广泛的应用。
它具有高精度、高效率、无接触和无污染等优点,适用于电子、汽车、航空航天和医疗等领域。
在进行激光焊接时,需要注意安全防护、材料选择和焊接质量检测等方面。
通过合理调整激光焊接的工艺参数,可以实现高质量的焊接效果。
激光焊接工艺的基本知识概述激光焊接是一种高能量密度的热源焊接方法,利用激光束将工件加热到熔化或融合状态,实现金属材料的连接。
激光焊接具有高精度、高速度、低变形等优点,在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。
工作原理激光焊接主要通过激光束对工件表面进行聚焦,使其吸收激光能量产生热源,从而使工件局部区域迅速升温并达到熔化或融合状态。
通过控制激光束的功率、聚焦方式和运动轨迹,实现对工件的精确加热和连接。
设备与系统激光源激光源是激光焊接系统的核心部件,常见的激光源包括CO2激光器、固态激光器和纤维激光器等。
不同类型的激光源具有不同的特点和适用范围,选择合适的激光源对于实现高质量的焊接至关重要。
光学系统光学系统主要包括激光束传输系统和聚焦系统。
激光束传输系统用于将激光束从激光源传输到焊接头,常见的传输方式有光纤传输和反射镜传输。
聚焦系统用于将激光束聚焦到工件上,通常包括凸透镜、平凸透镜和聚焦镜等。
控制系统控制系统是激光焊接过程中的关键部分,用于控制激光功率、聚焦位置和运动轨迹等参数。
通过精确控制这些参数,可以实现对焊接过程的精确控制和优化。
工艺参数激光功率激光功率是影响焊接速度和质量的重要参数。
功率过低会导致无法达到熔化或融合状态,功率过高则容易引起气孔、裂纹等缺陷。
根据工件材料和厚度的不同,选择合适的激光功率进行焊接。
焦距焦距是指从聚焦镜到工件焊点的距离,影响激光束的聚焦效果和焊接质量。
焦距过大会导致焊缝变宽、深度不足,焦距过小则容易引起激光束的散射和偏离。
根据焊接要求和工件形状选择合适的焦距。
扫描速度扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度,影响焊接线能量分布和熔池形态。
扫描速度过快会导致熔池不稳定、焊缝细节不清晰,扫描速度过慢则容易引起过热和变形。
根据工件材料和要求选择合适的扫描速度。
气体保护气体保护是激光焊接中常用的一种方法,通过向焊接区域供应惰性气体,如氩气或氮气等,可以有效防止氧化、脱氢和杂质的进入,提高焊接质量。
详解激光焊接技术一、激光基本原理1、LASER是什么意思Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅)的英语缩写。
2、激光产生的原理激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。
处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。
为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向。
含有钕(ND)的YAG结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为1.064um 的近红外光。
这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。
YAG晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。
3、滋光的主要特长a、单色性―激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光(彼长、频率)b、方向性―橄光传播时基本不向外扩散。
c、相千性--徽光的位相(波峰和波谷)很有规律,相干性好。
d、高输出功率一用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。
二、YAG激光焊接激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。
通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。
前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。
后者主要用于大厚件的焊接和切割。
1、激光焊接加工方法的特征A、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。
B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。
C、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。
激光焊接知识集锦目录激光焊接基本原理...................................................................................................................... - 2 - 激光焊接概述.............................................................................................................................. - 4 - 激光传感器焊接技术的介绍与发展.......................................................................................... - 6 - 激光焊接技术及其在汽车制造中的应用.................................................................................. - 8 - 激光塑料焊接概述.................................................................................................................... - 13 -激光焊接基本原理一、激光基本原理1、LASER是什么意思Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅)的英语开头字母2、激光产生的原理激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。
处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。
激光焊接知识集锦目录激光焊接基本原理...................................................................................................................... - 2 - 激光焊接概述.............................................................................................................................. - 4 - 激光传感器焊接技术的介绍与发展.......................................................................................... - 6 - 激光焊接技术及其在汽车制造中的应用.................................................................................. - 8 - 激光塑料焊接概述.................................................................................................................... - 13 -激光焊接基本原理一、激光基本原理1、LASER是什么意思Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅)的英语开头字母2、激光产生的原理激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。
处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。
不锈钢激光焊接操作知识点
激光焊接是一种高精度、高效、非接触式的焊接方法,其在不锈钢焊接中也得到了广泛的应用。
下面就是不锈钢激光焊接操作的一些基本知识点:
1. 激光焊接的设备包括激光器、光学系统、加工台等。
2. 激光焊接的原理是利用激光束的能量将金属材料熔化并凝固成为一体,从而实现接合。
3. 激光焊接的优点包括焊接速度快、变形小、焊缝质量高、热影响区小等。
4. 激光焊接不仅能够完成传统方法无法完成的复杂花纹、拐角等焊接,而且可以实现在不同材质上的切割加工。
5. 不锈钢激光焊接需要注意的问题包括激光束的聚焦效果、材料的厚度以及气体保护等。
6. 在不锈钢激光焊接过程中,如果出现了电弧推移现象,需要立即重新校正激光焊接的工作模式。
7. 为了保证不锈钢激光焊接的质量,需要进行相关的质量检查和试验,如焊缝的无损检验、力学性能检测、表面检验等。
8. 不锈钢激光焊接的材料选择需要考虑材料的化学成分、含碳量以及材料的硬度等因素。
9. 在不锈钢激光焊接过程中,需要控制焊接功率和焊接速度,保持焊接点的稳定性。
10. 不锈钢激光焊接的操作人员需要具备相关的技术背景和经验,熟悉激光焊接的原理和设备,同时也需要掌握正确的操作方法和注意事项。
激光焊接工艺的基本知识激光焊接的定义激光焊接是利用激光束的高能量密度、高聚焦度和高一致性,将激光能量引入焊接区域,使焊缝区域被熔化并冷却形成焊缝的一种焊接方法。
激光焊接的原理激光焊接是利用激光束的高功率密度,将激光能量转化成热能,通过加热和熔融工件的材料,使其形成焊缝并实现材料的连接。
激光束可以通过光学系统进行聚焦,从而集中到焊接区域上。
激光焊接的优点•高能量密度:激光焊接可以将高能量聚焦在小面积上,使材料瞬间加热并熔化,从而实现快速的焊接。
•高一致性:激光焊接的激光束具有高一致性,焊接效果稳定且可重复。
•焊接速度快:激光焊接的瞬间加热和熔化速度非常快,可以实现高速焊接。
•焊缝质量好:激光焊接可以实现焊缝的精细化控制,焊缝形态美观且强度高。
•无接触式焊接:激光焊接是一种无接触式的焊接方法,可以避免材料变形和污染。
激光焊接的应用领域1.电子行业:激光焊接广泛应用于电子产品的组装和连接,如手机、电脑等电子元件的焊接。
2.汽车工业:激光焊接广泛应用于汽车零部件的制造,如发动机、变速器等的焊接。
3.航空航天工业:激光焊接在航空航天领域具有重要应用,如飞机结构件的焊接、航天器的焊接等。
4.家电行业:激光焊接在家电行业中应用广泛,如冰箱、洗衣机等产品的焊接。
5.医疗器械:激光焊接在医疗器械制造中具有重要地位,如手术器械、人工关节等的焊接。
激光焊接的工艺参数1.激光功率:激光功率决定了焊接过程中的能量输入,需要根据焊接材料的厚度和类型进行选择。
2.激光波长:激光波长决定了激光束在焊接材料中的穿透深度,需要根据焊接材料的吸收情况选择合适的波长。
3.聚焦方式:激光焊接可以采用具有不同聚焦方式的光学系统,如凸透镜、聚焦镜等,根据焊接材料的形态和要求选择合适的聚焦方式。
4.扫描速度:扫描速度决定了焊接速度,需要根据焊接材料的热导率和焊接质量要求进行调整。
5.激光频率:激光频率可以影响焊接的稳定性和效果,需要根据焊接材料的特性选择合适的频率。
何谓激光焊接?首先“激光”是取英文的“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过受激释放辐射光扩大)”的含义的术语的开头字母而得到的造词。
激光焊接是将作为人造光的激光进行聚光并照射对象物、使金属局部熔融和凝固来接合金属的加工方法。
在钣金加工领域引入激光焊接的情况下,相比于以往加工方法的电弧焊,具有容易抑制热变形、容易管理焊接条件、焊道不明显等优点。
激光焊接的原理激光焊接中,使用激光振荡器产生成为热源的激光,并将其扩大,使用光纤进行传输,首先将光输送至工件附近。
在该阶段需要激光加工头。
激光加工头的内部设置有透镜,将传输来的激光聚光为适合加工的状态。
通过借助透镜对光进行聚光,能够使光能集中于较小的面积,从而能够获得熔化金属的较高能量。
为了防止熔融金属的氧化,通常会一边吹送氩气、氮气等保护气体一边焊接。
激光焊接的种类YAG激光焊接YAG是名为钇铝柘榴石(Yttrium Aluminum Garnet)的晶体,YAG激光器是向YAG晶体照射强光来产生激光。
YAG激光具有金属易于吸收的1064nm的波长,因此能以较少的能量熔融金属,这一点适合激光焊接。
另一方面,为了产生激光,需要使闪光灯闪烁,且因为发热多而需要使用制冷器对振荡器至焊炬进行冷却,因此耗电量大,与所使用的电力相比,用于加工的能量较少,故而也存在焊不透的情况。
冷却水、灯等易耗品的维护成本负担也较大,这也可以说是使用上的一大缺点。
光纤激光焊接光纤激光是使用光纤对所生成的励起光进行扩大和传输的激光,具有金属易吸收的1070nm的波长。
在众多激光中,能量密度特别高,具有容易将光束聚集的特点,对金属能够实现深熔是其一大优点。
与YAG激光相比,具有深熔、运行成本低、几乎没有调整和维护的麻烦和成本等诸多优点,近年来正在加速普及。
虽然光纤激光具有高功率、高效率的特点,但在钣金的手焊中,如果功率过高,会对作业者造成危险,因此制作产品时通常将功率限制在1kW左右。
史上最全激光焊接技术原理知识现代焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。
今天给大家介绍关于激光焊接内容。
激光焊接技术原理知识激光焊接可以采用脉冲或连续激光束加以实现;激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
热导焊:激光辐射加热待加工表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数,使工件熔化,形成特定的熔池。
其特点:激光功率为105w/cm2左右,焊缝深度小于2.5mm,焊缝的深宽比最大为3:1。
图1)热导焊基本原理深熔焊:一般采用连续激光光束完成材料的连接.即能量转换机制是通过“小孔”(Key-hole)结构来完成的.激光照射,材料产生蒸发并形成小孔,吸收全部的入射光束能量,温度达25000C左右,使包围着这个孔腔四周的金属熔化.其特点:采用的功率密度在106~107w/cm2 之间,焊缝的深宽比最大可达12:1 ,目前最大焊接深度可以达到51mm。
图2)熔深焊技术原理说到这里相信大家都有疑问,说激光是怎么产生的?工作设备(产生激光):由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。
介质受到激发至高能量状态时,开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射,形成光电的串结效应,将光波放大,并获得足够能量而开始发射出激光。
图3)激光焊接设备组成激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频(紫外光、可见光或红外光)的电磁辐射束的一种设备。
图4)激光焊接设备简易图激光分类焊接用有两种激光:CO2 激光和Nd:YAG激光特点:都是肉眼不可见红外光。
红外光,又叫红外线,是波长比可见光要长的电磁波(光),波长为770纳米到1毫米之间。
CO2 激光:属于远红外光,波长为10. 6Lm, 大部分金属对这种光的反射率达到80% ~ 90%,需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0. 75 - 0. 1mm。
功率可轻易达到20000W甚至更大。
激光焊接工艺知识收集分享一一、激光焊接的工艺参数:1、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104~106W/cm2。
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、离焦量对焊接质量的影响激光焊接通常需要一定的离焦,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,当正负离做文章一相等时,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50~200us 材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,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。
二、激光焊接工艺方法:1、片与片间的焊接包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4 种工艺方法。
2、丝与丝的焊接包括丝与丝对焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4种工艺方法。
目录1.激光基础1.1 介绍1.2 激光产生的原理1.3 Nd:YAG 激光的介质1.4 泵浦源1.5 谐振器1.6 激光安全2.激光焊接基本原理2.1脉冲激光焊接2.2激光是怎么实现焊接的2.3主要焊接参数2.4激光的参数2.4.4峰值功率和脉冲宽度2.5焊接举例1. 激光基础1.1 介绍“激光”一词是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (受激辐射而放大的光)的缩写,激光器的要素有:Nd:YAG 激光器有两种类型,连续波的和脉冲波的,正如它们的名字所指,连续激光的激光焊接基础指南知识【最新资料,WORD 文档,可编辑修改】波形要么是开,要么是关,但脉冲激光只用部分脉冲完成焊接。
脉冲激光利用峰值功率进行焊接,反之连续激光使用的是平均功率,这使得脉冲激光只用很小的能量就能实现焊接,并形成了更小的热影响区,脉冲激光焊提供了无与伦比的点焊性能和极低的焊接热输入,米亚奇的就是脉冲激光焊机。
1.2激光产生的原理激光本质上是分三步产生的,发生几乎是瞬间的。
1.泵浦源给介质提供能量,将介质内部原子激活,使得带电原子暂时被激发到高能级,处在此活跃级的带电原子是不稳定的,于是跃迁到低能级,在这个过程中,从泵浦源吸收能量的电子释放多余的能量并辐射出一个光子,这个过程叫做自发辐射,通过这种方式产生的光子是激光的种子。
2.光子自发传播并最终撞击到别的处于高能级的电子,由于光速极快,处在激发态的原子的密度很大,所以这个过程是极其短暂的,入射光子将电子从高能级激发到低能级并产生另一个光子,这两个光子是相干的,这意味着它们相位相同,波长相同,传播方向相同,这个过程叫做受激辐射。
3.光子传播方向是不定的,然而一些沿着介质传播的光子撞击共振器的反射镜,又通过介质反射回来,共振反射镜决定了受激辐射的优先扩大方向,为了使这个扩大发生,那处在活跃态能级的原子数量必须远大于处在低能级原子的数量,这种大量处在活跃能级的“粒子数反转“是产生激光的必需条件。
激光焊接知识集锦目录激光焊接基本原理 ....................................................................... - 2-激光焊接概述........................................................................... - 4-激光传感器焊接技术的介绍与发展 ......................................................... - 6-激光焊接技术及其在汽车制造中的应用 ..................................................... - 8-激光塑料焊接概述..................................................................... - 13-激光焊接基本原理一、激光基本原理1、LASER 是什么意思Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (通过诱导放出实现光能增幅)的英语开头字母2、激光产生的原理激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质,使介质内部原子的电子获得能量,受激而使电子运动轨道发生迁移,由低能态变为高能态。
处于激发态的原子,受外界辐射感应,使处于激发态的原子跃迁到低能态,同时发出一束光;这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致,此时的光为受激辐射光。
为了得到高能量密度、高指向性的激光,必须要有封闭光线的谐振腔,使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡,进而提高光强,同时提高光的方向性。
含有钕(ND )的YAG 结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为 1.064um 的近红外光。
这种光束在微弱的受激发情况下,也能实现连续发振。
YAG 晶体是宝石钇铝石榴石的简称,具有优异的光学特性,是最佳的激光发振用结晶体。
3、激光的主要特长a、单色性一一激光不是已许多不同的光混一合而成的,它是最纯的单色光(波长、频率)b、方向性激光传播时基本不向外扩散。
c、相干性一一激光的位相(波峰和波谷)很有规律,相干性好。
d、高输出功率一一用透镜聚焦激光后,所得到的能量密度是太阳光的几百倍。
二、YAG 激光焊接激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。
通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内,在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区,从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。
常用的激光焊接方式有两种:脉冲激光焊和连续激光焊。
前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。
后者主要用于大厚件的焊接和切割。
I、激光焊接加工方法的特征A、非接触加工,不需对工件加压和进行表面处理。
B、焊点小、能量密度高、适合于高速加工。
C、短时间焊接,既对外界无热影响,又对材料本身的热变形及热影响区小,尤其适合加工高熔点、高硬度、特种材料。
D 、不需要填充金属、不需要真空环境(可在空气中直接进行)、不会像电子束那样在空气中产生X 射线的危险。
E、与接触焊工艺相比.无电极、工具等的磨损消耗。
F、无加工噪音,对环境无污染。
G、微小工件也可加工。
此外,还可通过透明材料的壁进行焊接。
H、可通过光纤实现远距离、普通方法难以达到的部位、多路同时或分时焊接。
I、很容易改变激光输出焦距及焊点位置。
J很容易搭载到自动机、机器人装置上。
K、对带绝缘层的导体可直接进行焊接,对性能相差较大的异种金属也可焊接。
2、脉冲激光焊接的机理脉冲激光焊接可分为传热溶化焊接和深穿入熔化焊接传热溶化焊接是指当激光束照射到材料的表面上时,材料吸收光能而加热熔化。
材料表面层的热以传导方式继续向材料深处传递,直至将两个待焊件的接触面互溶并焊接在一起。
深穿入熔化焊接是指当更大功率密度的激光束照射到材料上时,材料被加工熔化以至气化,产生较大的蒸汽压,在蒸汽的压力的作用下,溶化金属被挤在周围使照射处(熔池)呈现出一个凹坑,随着激光束的继续照射,凹坑越来越深,并穿入到另一个工件中。
激光停止照射后,被排挤在凹坑周围的溶化金属重新流回到凹坑里,凝固后将工件焊接在一起。
这两种激光焊接机理,与功率密度、照射时间、材料性质、焊接方式等因素有关。
当功率密度较低、照射时间较长而焊件较薄时,通常以传热溶化机理为主进行。
反之,则是以深穿入熔化机理为主进行。
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,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。
由于其独特的优点,已成功地应用于微、小型零件焊接中。
高功率CO 2及高功率YAG 激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。
获得了以小孔效应为理论基础的深熔接,在机械、汽车、钢铁等工业部门获得了日益广泛的应用。
与其它焊接技术比较,激光焊接的主要优点是:激光焊接速度快、深度大、变形小。
能在室温或特殊的条件下进行焊接,焊接设备装置简单。
例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1 ,最高可达10:1 。
可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。
便如,将铜和钽两种性质截然不同的材料焊接在一起,合格率几乎达百分之百。
也可进行微型焊接。
激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精密定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型元件的组焊中,例如,集成电路引线、钟表游丝、显像管电子枪组装等由于采用了激光焊,不仅生产效率大、高,且热影响区小,焊点无污染,大大提高了焊接的质量。
可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。
在YAG 激光技术中采用光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广与应用。
激光束易实现光束按时间与空间分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。
YAG 激光焊接原理激光焊接机的工作是应用高能脉冲激光来实现的。
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Nd3+: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)聚焦在所要焊接的物体上;在单片机、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、占空比、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。
YAG 激光焊接的特点YAG 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、重叠焊、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件表面。
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,聚焦光斑小,可高精度定位,易实现自动化,可实现某些异种材料间的焊接。
可焊接材料及行业应用激光焊接可应用于钛、镍、锡、锌、铜、铝、铬、铌、金、银等多种金属及其合金,及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接,也可应用于铜-镍、镍-钛、铜-钛、钛-钼、黄铜- 铜、低碳钢-铜等多种异种金属间的焊接。
广泛应用于手机通讯、电子元件、眼镜钟表、首饰饰品、五金制品、精密器械、医疗器械、汽车配件、传感器、工艺礼品等行业。
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要求电子束焊较小较小较好否真空等离子弧焊一般一般一般是需电极电阻焊较大较大一般否需电极氩弧焊较大较大一般是需电极钎焊一般一般一般是整体加温激光传感器焊接技术的介绍与发展一、传感器根据国家标准GB7665-87 ,传感器定义为:能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件装置。
传感器作为检测工具,要求检测研究对象的物理或化学的信息,其工作过程要求稳定、可靠、精度高,所以对传感器有以下几个要求:(1)适应恶劣环境能力强——传感器一般工作环境十分广,从极寒至酷热地区,许多在露天环境下工作,能抗飞沙走石、灰尘,还应耐潮湿,较高的抗盐类腐蚀、酸性腐蚀的能力,有抗污染气体干扰的能力,能适应在高温、极寒、强烈振动、冲击以及在其他条件下正常工作的能力,还应抗噪声能力强,信噪比高。
(2)价格适中,适于大批量生产——要求传感器一致性好,适宜自动化批量生产,对加工设备有较高要求,以便排除人工操作带来的不一致性和失误。
(3)稳定性和可靠性高——传感器是一种高精度检测仪器,在军事、航空、航天中应用都有严格要求,产品都须经过严格测试才能应用。
所以传感器生产是一种高新技术的具体运用和体现。
一种传感器是否有较高的技术附加值体现在所包含的技术含量和加工工艺的技术是否高新。
有部分传感器由于其应用环境的状况需金属封装,一般采用焊接密封,如压力传感器、力传感器、霍尔传感器、光电传感器、温度传感器等,这类传感器内部有敏感元件和集成电路,充惰性气体或抽真空与外界隔绝,有耐压、气密性要求,另有焊接强度要求和漏气率要求,对焊接质量要求高,而且焊接过程中要求变形小,不能对内部元件和微电路有损坏。
目前传感器密封焊接有电阻焊、钨极氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊和激光焊。
二、激光焊接1、激光焊接原理——激光是辐射的受激发射光放大的简称,由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性,自诞生以来,其在工业加工中的应用十分广泛,成为未来制造系统共同的加工手段。
用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束,激光束经过光学系统聚焦后,其激光焦点的功率密度为104~107W/cm2 ,加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化,熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。
控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。
2、激光焊接的一般特点——激光焊接是利用激光束作为热源的一种热加工工艺,它与电子束等离子束和一般机械加工相比较,具有许多优点:(1)激光束的激光焦点光斑小,功率密度高,能焊接一些高熔点、高强度的合金材料;(2)激光焊接是无接触加工,没有工具损耗和工具调换等问题。
激光束能量可调,移动速度可调,可以多种焊接加工;(3)激光焊接自动化程度高,可以用计算机进行控制,焊接速度快,功效高,可方便的进行任何复杂形状的焊接;(4)激光焊接热影响区小,材料变形小,无需后续工序处理;(5)激光可通过玻璃焊接处于真空容器内的工件及处于复杂结构内部位置的工件;(6)激光束易于导向、聚焦,实现各方向变换;(7)激光焊接与电子束加工相比较,不需要严格的真空设备系统,操作方便;(8)激光焊接生产效率高,加工质量稳定可靠,经济效益和社会效益好。