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激光焊接機分类方式和渗透领域

发布时间:2016-06-08 | 来源:星鴻藝激光焊接运营部 | 分享:


    随着科技的不断发展,激光焊接機的应用范围越来越广,逐步渗透到各个行业中领域,而且激光焊接機,又常称为激光焊機、镭射焊机,是激光材料加工用的机器,按激光器可以有两大类:一类是固体激光器,又称Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素,YAG代表钇铝柘榴石,晶体结构与红宝石类似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm,首要长处是发生的光束能够经过光纤传送,因而能够省往杂乱的光束传送系统,适用于柔性制作系统或长途加工,通常用于焊接精度需求比较高的工件。轿车产业常用输出功率为3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一类是气体激光器,又称CO2激光器,分子气体作作业介质,发生均匀为10.6μm的红外激光,能够接连作业并输出很高的功率,规范激光功率在2-5千瓦之间。按其工作方式分为激光模具烧焊机、自动激光焊接機、激光點焊機、光纤传输激光焊接機,光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热,激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。
  與其它傳統焊接技能比較,激光焊接的首要長處是:
  1、激光聚集後,功率密度高,在高功率器材焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
  2、速度快、深度大、變形小。
  3、可焊接難熔資料如钛、石英等,並能對異性資料施焊,效果傑出。
  4、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備設備簡略。例如,激光經過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能經過玻璃或對光束透明的資料進行焊接。
  5、可進行微型焊接。激光束經聚集後可取得很小的光斑,且能精確定位,可使用于大批量自動化出産的微、小型工件的組焊中。
  6、激光束易實現光束按時刻與空間分光,能進行多光束一起加工及多工位加工,爲更精細的焊接供給了條件。
  7、可焊接難以接近的部位,實施非觸摸遠間隔焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技能中選用了光纖傳輸技能,使激光焊接技能取得了更爲廣泛的推行和使用。
  可是,激光焊接也存在著必定的局限性:
  1、需求焊件安裝精度高,且需求光束在工件上的方位不能有顯著偏移。這是由于激光聚集後光斑尺雨寸小,焊縫窄,爲加填充金屬資料。若工件安裝精度或光束定位精度達不到需求,很容易構成焊接缺點。
  2、激光器及其有關系統的成本較高,一次性投資較大。
  激光焊接的技能參數
  (1)激光脈沖寬度
  脈寬是脈沖激光焊接的重要參數之一,它既是差異于資料去掉和資料熔化的重要參數,也是決定加工設備造價及體積的要害參數。
  (2)功率密度
  功率密度是激光加工中最要害的參數之一。選用較高的功率密度,在微秒時刻規模內,表層即可加熱至沸點,發生很多汽化。因而,高功率密度關于資料去掉加工,如打孔、切開、雕琢有利。關于較低功率密度,表層溫度到達沸點需求經曆數毫秒,在表層汽化前,底層到達熔點,易構成傑出的熔融焊接。因而,在傳導型激光焊接中,功率密度在規模在104~106W/cm2。
  (3)離焦量對焊接質量的影響
  由于激光焦點處光斑基地的功率密度過高,容易蒸騰成孔。離開激光焦點的各平面上,功率密度散布相對均勻。離焦方法有兩種:正離焦與負離焦。焦平面坐落工件上方爲正離焦,反之爲負離焦。按幾許光學理論,當正負離焦平面與焊接平面間隔持平時,所對應平面上功率密度近似一樣,但實際上所取得的熔池形狀不一樣。負離焦時,可取得更大的熔深,這與熔池的構成進程有關。
  (4)激光脈沖波形
  激光脈沖波形在激光焊接中是一個重要問題,尤其關于薄片焊接更爲重要。當高強度激光束射至資料外表,金屬外表將會有60~98%的激光能量反射而損失掉,且反射率隨外表溫度改變。在一個激光脈沖效果期間內,金屬反射率的改變很大。
  激光焊接的使用範疇
  激光焊接在制作行業、粉末冶金範疇、轎車工業、電子工業以及其他範疇都有廣泛的使用。
  激光焊技能在轎車範疇的使用
  當前,德國群衆轎車公司在AudiA6、GolfA4、Passat等品牌的車頂均選用激光焊接,寶馬、通用公司在車架頂部也選用激光焊接,德國奔跑公司則選用激光焊接傳動部件。
  除了激光焊接,其他激光技能也得到了廣泛使用:群衆、通用、奔跑、日産公司使用了激光技能切開覆蓋件,菲亞特和豐田公司使用激光塗覆發動機排氣閥,群衆公司則對發動機凸輪軸進行激光外表硬化處理。
  從當前國內的狀況來看,國際品牌的國産化車型:帕薩特、波羅、途安、奧迪、春風美麗、福克斯等都已經選用激光焊接技能,其中一汽群衆奧迪A6頂蓋和寶來後蓋選用激光焊接,速騰和途安的車身激光焊縫長度分別到達30、40m。此外,國內自立轎車品牌的華晨、奇瑞、吉祥轎車也相繼在其新車型上使用激光焊接技能。
  改進和開展激光焊接的新技能
  跟著年代的前進,激光焊接的技能也在不斷開展中,以下幾項技能有助拓展激光焊接的使用規模及提高激光焊接自動操控水平。
  1、光束旋轉激光焊
  使激光束旋轉進行焊接的方法,也可大大下降焊件安裝以及光束對中的需求。例如在2mm厚高強合金鋼板對接時,允許對縫安裝空隙從0.14mm增大到0.25mm;而對4mm厚的板,則從0.23mm增大到0.30mm。光束基地與焊縫基地的對准允許差錯從0.25mm添加至0.5mm。
  2、填充焊絲激光焊
  激光焊接通常不填充焊絲,但對焊件安裝空隙需求很高,實際出産中有時很難確保,約束了其使用規模。選用填絲激光焊,可大大下降對安裝空隙的需求。例如板厚2mm的鋁合金板,如不選用填充焊絲,板材空隙必須爲零才幹取得傑出的成形,如選用φ1.6mm的焊絲做爲填充金屬,即便空隙增至1.0mm,也可確保焊縫傑出的成形。此外,填充焊絲還能夠調整化學成分或進行厚板多層焊。
  3.激光焊接質量在線檢查與操控
使用等離子體的光、聲、電荷信號對激光焊接進程進行檢查,這些年已成爲國內外研討的熱門,少量研討成果已到達了閉環操控的程度。

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