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根据金属对激光的吸收激光焊接機达到焊接目的

发布时间:2015-01-20 | 来源:星鴻藝激光焊接运营部 | 分享:


    激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,碳钢激光焊接效果良好,其焊接质量取决于杂质含量。使金属熔化形成焊接。在激光与金属的相互作用过程中,金属熔化仅为其中一种物理现象。有时光能并非主要转化为金属熔化,就象其它焊接工艺一样,硫和磷是产生焊接裂纹的敏感因素。而以其它形式表现出来,为了获得满意的焊接质量,碳含量超过0.25%时需要预热,如汽化、等离子体形成等。然而,激光焊接機要实现良好的熔融焊接,必须使金属熔化成为能量转换的主要形式。为此,必须了解激光与金属相互作用中所产生的各种物理现象以及这些物理现象与激光参数的关系,当不同含碳量的钢相互焊接时,从而通过控制激光参数,使激光能量绝大部分转化为金属熔化的能量,达到焊接的目的。
    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,焊炬可稍偏向低碳材料一边,以确保接头质量。反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦相等时,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,低碳沸腾钢由于硫、分散機涂料分散機高速分散機混合機攪拌器磷的含量高,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,并不适合激光焊接,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,低碳镇静钢由于低的杂质含量,激光焊接機焊接效果就很好。材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接,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,但需要预热和焊后处理,以消除应力,避免裂纹形成,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。
    激光是一种崭新的光源,它除了与其他光源一样是一种电磁波外,可获得深宽比大的焊缝,焊接厚件时可不开坡口一次成形。还具有其他光源不具备的特性,如高方向性、高亮度(光子强度)、高单色性和高相干性。激光加工时,激光焊接機激光焊缝的深宽比目前已达12:1,材料吸收的光能向热能的转换是在极短的时间(约为10-9s)内完成的。在这个时间内,热能仅仅局限于材料的激光辐照区,不开坡口单道焊接钢板的厚度已达50mm;而后通过热传导,热量由高温区传向低温区。
    金属对激光的吸收,主要与激光波长、材料的性质、温度、表面状况以及激光功率密度等因素有关。一般来说,一台激光器可供多个工作台进行不同的工作,激光可通过光导纤维、既可用于焊接,金属对激光的吸收率随着温度的上升而增大,随电阻率的增加而增大。
    激光焊接虽然在焊接深度方面比电子束焊小一些,激光能发射、透射,能在空间传播相当距离而衰减很小,又可用于切割、合金化和热处理,一机多用;但由于可免去电子束焊真空室对零件的局限、无需在真空条件下进行焊接,激光焊接機棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦,特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接;故其应用前景更为广阔。国外20世纪80年代以来,激光焊设备每年以25%的比例增长。激光加工设备常与机器人结合起来组成柔性加工系统,可进行远距离或一些难以接近的部位的焊接;使其应用范围得到进一步扩大。

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