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激光焊接技术特点

来源:至德钢业 日期:2020-05-17 00:09:20 人气:47

激光焊接技术是指将高能量密度的激光束作为焊接热源,使工件发生熔化并粘合,从而达到焊接目的的技术[18],激光束的功率密度可高达10 9 W/cm 2,其作为一种新兴技术得到越来越广泛的应用。根据激光与材料相互作用的方式不同,可以将激光焊接分为热导焊和深熔焊两种类型。

1)激光热导焊。当激光功率密度低于10 5 W/cm 2时,激光辐射只与材料表面金属发生作用,工件吸收并传导后,能量不足以使自身金属材料发生汽化,只能发生熔化的一种焊接机制。这种焊接机制不产生金属蒸汽压力,因而不能形成激光匙孔,焊接速度较慢,且焊缝的熔深、熔宽一般较小。

2)激光深熔焊。又称激光匙孔焊,当激光功率密度大于10 6 W/cm 2时,焊接金属材料在高能量密度的激光作用下快速升温,表面金属被瞬间汽化,产生大量的金属蒸汽和等离子体,同时产生很高的蒸汽压力并作用于熔融金属,在力的作用下熔池凹陷形成小孔(又称匙孔)。匙孔在表面张力、蒸汽反作用力、流体压力等的共同作用下维持动态平衡。激光在匙孔内多次反射后被吸收,能量经匙孔内壁几乎全部传递至材料内部,极大促进材料对激光的吸收。由于激光匙孔的存在,该焊接模式能够得到较大的熔深,焊缝深宽比一般较大。

激光束具有高能量密度、单色性、强方向性以及相关性等特点,使得激光焊接相对于电阻点焊和电弧焊接具有如下独特的优势:

1)激光束能量密度高,加热范围可以控制得很小,其热输入量小,焊接速度快,能够获得深宽比大、热影响区小的焊缝,且焊接变形和焊接应力小;

2)焊接具备连续性和可重复性的特点;

3)激光束可以经过聚焦系统获得较小的光斑尺寸,并且能够准确的照射在指定位置,相比于电阻点焊等传统焊接方法,得到的接头静载强度和疲劳强度增大,焊道窄且焊缝表面质量好;

4)可用于难熔材料的焊接,实现异种材料的焊接和非金属材料的焊接,且焊接效果较好;

5)激光束易实现分光,可同时进行多光束或多工位焊接;

6)激光焊接为非接触式焊接(可通过光纤传导,柔性大),可与机器人配合使用,灵活方便,易于实现远距离焊接和野外作业。

正因为激光焊接拥有以上特点,并随着激光器研发不断取得新的成果以及激光焊接工艺不断成熟完善,激光焊接技术正逐步取代传统焊接方法,被广泛应用于船舶、航空、工程机械、电力电子、汽车、压力容器等行业。将激光焊接技术应用于板式换热器的焊接中,可以扩大板式换热器的适用范围,为板式换热器的发展带来新的机遇。

本文标签:激光焊接技术 

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