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激光焊�(jī)
閱讀�1244�(shí)間:2022-03-02 14:57:17

    激�焊機(jī)激光焊�(jī)針對(duì)模具和金屬工件的磨損、劃��針孔、裂紋、缺損變�、硬度降�、砂眼等缺陷�(jìn)行沉�、封�、補(bǔ)平等修復(fù)功能。修�(fù)后基體不變形、不退�、不咬邊和沒(méi)殘余�(yīng)力,不改變其金屬組織狀�(tài),修�(fù)精度�,涂層厚度從幾微米到幾毫米,只需打磨拋光。大功率氬氣保護(hù),可�(zhǎng)�(shí)間工�。激光束能量可調(diào),移�(dòng)速度可調(diào),可以多種焊接加工�激光焊�自動(dòng)化程度高,可以用�(jì)算機(jī)�(jìn)行控�,焊接速度�,功效高,可方便的�(jìn)行任何復(fù)雜形狀...

�(jī)械簡(jiǎn)�

    激光焊�(jī)焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝,它與電子束等離子束和一般機(jī)械加工相比較,具有許多優(yōu)�(diǎn)。激光束的激光焦�(diǎn)光斑�,功率密度高,能焊接一些高熔點(diǎn)、高�(qiáng)度的合金材料。激光焊接是�(wú)接觸加工,沒(méi)有工具損耗和工具�(diào)換等�(wèn)題�

    激光焊�(jī)焊接熱影響區(qū)�,材料變形小,無(wú)需后續(xù)工序處理。激光可通過(guò)玻璃焊接處于真空容器�(nèi)的工件及處于�(fù)雜結(jié)�(gòu)�(nèi)部位置的工件。激光束易于�(dǎo)�、聚�,實(shí)�(xiàn)各方向變�。激光焊接與電子束加工相比較,不需要嚴(yán)格的真空�(shè)備系�(tǒng),操作方便。激光焊接生�(chǎn)效率�,加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠,�(jīng)�(jì)效益和社�(huì)效益��

    激光焊�(jī)用來(lái)封焊?jìng)鞲衅鹘饘偻鈿な且环N的加工工藝方�,主要基于激光焊接有以下特點(diǎn)高的深寬�。焊縫深而窄,焊縫光亮美觀。小熱輸�。由于功率密度高,熔化過(guò)程極�,輸入工件熱量很�,焊接速度�,熱變形小,熱影響區(qū)�。高致密�。焊縫生成過(guò)程中,熔池不斷攪�,氣體易�,導(dǎo)致生成無(wú)氣孔熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微�(xì)�,焊縫強(qiáng)度、韌性和綜合性能�。強(qiáng)固焊�。高�?zé)嵩春�?duì)非金屬組份的充分吸收�(chǎn)生純化作用,降低了雜�(zhì)含量,改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布,焊接過(guò)程中�(wú)需電極或填充焊絲,熔化區(qū)受污染小,使焊縫�(qiáng)�、韌性至少相�(dāng)于甚至母體金屬�

    控制。因?yàn)榫劢构獍吆苄?,焊縫可以高精度定位,光束容易傳輸與控制,不需要經(jīng)常更換焊�、噴咀,顯著減少停�(jī)輔助�(shí)�,生�(chǎn)效率�,光�(wú)慣性,還可以在高速下急停和重新啟�。用自控光束移動(dòng)技�(shù)則可焊復(fù)雜構(gòu)�。非接觸、大氣環(huán)境焊接過(guò)�。因?yàn)槟芰�?lái)自激�,工件無(wú)物理接觸,因此沒(méi)有力施加于工�。另磁和空氣�(duì)激光都�(wú)影響。由于平均熱輸入低,加工精度�,可減少再加工費(fèi)�,另�,激光焊接運(yùn)�(zhuǎn)�(fèi)用較低,從而可降低工件成本。容易實(shí)�(xiàn)自動(dòng)�,對(duì)光束�(qiáng)度與精細(xì)定位能�(jìn)行有效控��


�(jī)械種�

    泵浦固體激光焊�(jī)

    半導(dǎo)體激�(LD)浦固體激光焊�(jī)�(shè)備,其開(kāi)�(fā)研究在世界上很活�� 在日本作為“光子工程”國(guó)家項(xiàng)目已研究�(kāi)�(fā)�10 kw小型(Rod型和Slab�)�(shè)備。在美國(guó),作為“精密激光加工”國(guó)家項(xiàng)目。研究開(kāi)�(fā)出了3 kW LD泵浦Slab型固體激光設(shè)備可獲得20-30 mm的大熔深焊縫。由于焊縫寬度極小,可使激光束作橫向運(yùn)�(dòng)�(kuò)大了熔化寬度?,F(xiàn)在德�(guó)�(kāi)�(fā)的LD泵浦薄圓盤固體激光受注目它具有體積小、質(zhì)量好、效率高和可大功率化等特�(diǎn)Hass公司已開(kāi)�(fā)出LD泵浦4 kW的圓盤激光設(shè)備并將開(kāi)�(fā)10 kW�(jí)的設(shè)��

    半導(dǎo)體激光焊�(jī)�(shè)�

    許多公司正在研制大功率的半導(dǎo)�,現(xiàn)已出�(xiàn)2~6 kW�(jí)的商用小型設(shè)�。由于體積小、質(zhì)量輕,半�(dǎo)體激光器可直接搭載于�(jī)器人上�(jìn)行焊接等加工,另外也可用光纖傳輸半導(dǎo)體激光�(jìn)行焊�。盡管半�(dǎo)體激光器效率�、波�(zhǎng)短但由于存在激光發(fā)散角度大、工作距�(焦深)短這一缺點(diǎn)僅用于激光釬焊及塑料等的焊接�

    激光遠(yuǎn)程焊�(jī)�(shè)�

    由于高光束質(zhì)量的激光器相繼�(wèn)世如板條CO2激光器、光纖激光器和盤式Y(jié)AG激光器(Disc Laser)使得激光遠(yuǎn)程焊接或稱激光掃描焊�(Laser Scanning Welding)成為可能并極大地提高了汽車車身件激光焊接速度。已有固定龍門式加工機(jī)+CO2激光器、機(jī)器人+光纖激光器或盤式Y(jié)AG激光器等汽車車身件制造用激光遠(yuǎn)程焊接設(shè)��


�(jī)械原�

    激光焊�(jī)的冷水機(jī)的原理在激光(鐳射)系�(tǒng)中的激光發(fā)生源、光束控制器和電控柜都可能需要額外冷�� �(duì)凍水溫度要求通常�15-22℃之間,�(duì)凍水精度要求通常為�1K � ±2K。部分設(shè)備可能要求�0.5K� 另外部分�(shè)備對(duì)凍水電導(dǎo)�,耐腐蝕等有一定的要求。激光系�(tǒng)中通常在啟�(dòng)�(shí)�(duì)水溫有一定要�,這樣就需要在水回路中增加電加�。在部分系統(tǒng)中的光束控制器會(huì)要求�(dú)立冷卻回�。對(duì)于激光系�(tǒng)中的特殊�(yīng)用,都能專門�(shè)�(jì)工業(yè)冷水�(jī)以滿足不同的要求�

    深熔焊過(guò)程產(chǎn)生的金屬蒸氣和保�(hù)氣體,在激光作用下�(fā)生電�,從而在小孔�(nèi)部和上方形成等離子體。等離子體對(duì)激光有吸收、折射和散射作用,因此一般來(lái)�(shuō)熔池上方的等離子體會(huì)削弱到達(dá)工件的激光能�。并影響光束的聚焦效�、對(duì)焊接不利。�??奢o加側(cè)吹氣�(qū)除或削弱等離子體。小孔的形成和等離子體效�(yīng),使焊接�(guò)程中伴隨著具有特征的�、光和電荷產(chǎn)生,研究它們與焊接�(guī)范及焊縫�(zhì)量之間的�(guān)�,和利用這些特征信號(hào)�(duì)激光焊接過(guò)程及�(zhì)量�(jìn)行監(jiān)控,具有十分重要的理論意義和�(shí)用價(jià)��

    由于�(jīng)聚焦后的激光束光斑?�?.1�0.3mm�,功率密度高,比電弧焊(5×102�104W/cm2)高幾�(gè)�(shù)量級(jí),因而激光焊接具有傳�(tǒng)焊接方法�(wú)法比擬的顯著�(yōu)�(diǎn):加熱范圍小,焊縫和熱影響區(qū)�,接頭性能;殘余應(yīng)力和焊接變形�,可以實(shí)�(xiàn)高精度焊�;可�(duì)高熔�(diǎn)、高熱導(dǎo)�,熱敏感材料及非金屬�(jìn)行焊接;焊接速度�,生�(chǎn)率高;具有高度柔�,易于實(shí)�(xiàn)自動(dòng)化�

    激光焊�(jī)焊接技�(shù)是一種高新技�(shù),由于其的特�(diǎn),特別適合在傳感器密封焊中使�,國(guó)外許多生�(chǎn)傳感器的廠家均利用激光焊接工藝生�(chǎn)傳感�,而國(guó)�(nèi)采用此工藝的廠家不多,主要是一些生�(chǎn)軍用傳感器產(chǎn)品的廠家和部分科研機(jī)�(gòu)在采用此種工�,且采用�(guó)外激光焊接機(jī)的較�。國(guó)�(nèi)激光焊接機(jī)在性能上已和國(guó)外產(chǎn)品相差不�(yuǎn),完全可以勝任國(guó)�(nèi)生產(chǎn)傳感器的工藝要求,但�(jià)格是�(guó)外同類產(chǎn)品的1/3-1/5�


�(jī)械使�

    激光焊�(jī)焊接有兩種基本模式:熱導(dǎo)焊和深熔�,前者所用激光功率密度較低(105�106W/cm2),工件吸收激光后,僅�(dá)到表面熔�,然后依靠熱傳導(dǎo)向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池。這種焊接模式熔深�,深寬比較小。后者激光動(dòng)車密度高�106�107W/cm2�,工件吸收激光后迅速熔化乃至氣化,熔化的金屬在蒸汽壓力作用下形成小孔激光束可直照孔�,使小孔不斷延伸,直至小孔內(nèi)的蒸氣壓力與液體金屬的表面張力和重力平衡為止。小孔隨著激光束沿焊接方向移�(dòng)�(shí),小孔前方熔化的金屬繞過(guò)小孔流向后方,凝固后形成焊縫。這種焊接模式熔深�,深寬比也大。在�(jī)械制造領(lǐng)�,除了那些微薄零件之�,一般應(yīng)選用深館��

    激光焊�(jī)的結(jié)�(gòu)模式一般分為封閉式和開(kāi)放式,這兩種結(jié)�(gòu)各有�(yōu)缺點(diǎn)。封閉式是設(shè)�(jì)成一�(gè)可開(kāi)合的封閉箱的�(jié)�(gòu),激光工作的�(shí)候都必須在箱中�(jìn)�,封閉式的焊�(jī)�(shè)有焊煙吸附過(guò)濾系�(tǒng),因�,在焊接�(guò)程中的剩余輻射能量和金屬焊煙都能屏蔽掉,大限度地保護(hù)操作者的健康;但由于封閉式的焊機(jī)的所有操作都必須在一�(gè)封閉工作箱中�(jìn)�,而且�(jié)�(gòu)固定,這樣就限制了工件的大�,因此,這種焊機(jī)不適合�(jìn)行大型模具的修復(fù)焊接�

    考慮到焊接時(shí)剩余的輻射激光能量小,焊煙在通風(fēng)效果好的地方�(duì)人傷害較�,因此也出現(xiàn)�(kāi)放式的激光焊�(jī)。但�(kāi)放式的機(jī)�(gòu)也存在很多的�(jié)�(gòu)方式,而且其實(shí)用性也差別較大。按照同普的多年�(jīng)�(yàn),模具修�(bǔ)用的焊機(jī)都要求必須體積輕巧多�,能輕易地移�(dòng),適合不同模具修�(bǔ)的需�。國(guó)�(nèi)一般的激光焊接機(jī)器體積龐大笨�,激光總成一般做成固定式,難以移�(dòng),不適合�(duì)大型的難以移�(dòng)的模具�(jìn)行修�(bǔ)工作�

    激光焊�(diǎn)表面存在金屬堆積,焊�(diǎn)中心則呈�(xiàn)不同程度的下�,這主要是由于金屬�(lái)不及回填�(chǎn)生的。當(dāng)激光功率達(dá)到一定值時(shí),熔池中的液�(tài)金屬急劇蒸發(fā)形成匙孔,并�(chǎn)生一�(gè)反沖�,把液態(tài)金屬推向熔池的邊�,堆積在焊點(diǎn)周圍。當(dāng)激光停止作用時(shí),金屬不再蒸�(fā),反沖力消失,堆積的金屬在重力的作用下重填匙孔,同時(shí)液態(tài)金屬冷卻凝固。如果金屬在�(méi)有完全回填匙孔的情況下凝�,就�(huì)在焊�(diǎn)表面形成下塌�


�(yīng)�

    激光焊接在工業(yè)中的�(yīng)�

    �1)激光焊接在�(guó)外汽車工�(yè)中的�(yīng)�

    1� 白車身激光焊�

    汽車工業(yè)中的在線激光焊接大量用在白車身沖壓零件的裝配和連接上。主要應(yīng)用包括車頂蓋激光焊、行李箱蓋激光釬焊及車架激光焊��

    另一�(xiàng)比較重要的車身激光焊接應(yīng)�,是車身結(jié)�(gòu)件(包括車門、車身側(cè)圍框架及立柱等)的激光焊�。采用激光焊的原因是可提高車身強(qiáng)�,并可解決一些部位難以實(shí)施常�(guī)電阻�(diǎn)焊的難題�

    2� 不等厚激光拼焊板

    車身制造采用不等厚激光拼焊板可減輕車身重�、減少零件數(shù)�、提高安全可靠性及降低成本�

    3� 齒輪及傳�(dòng)部件焊接

    20世紀(jì)80年代�,克萊斯勒公司的Kokomo分公司購(gòu)�(jìn)九臺(tái)6kWCO2激光器,用于齒輪激光焊�,生產(chǎn)能力提高40%�90年代�,美國(guó)三大汽車公司投入40多臺(tái)激光器用于傳動(dòng)部件焊接。奔馳公司經(jīng)研究利用激光焊接代替電子束焊接,�?yàn)榍罢吆缚p熱影響區(qū)�。美�(guó)福特汽車公司�4�7kWCO2激光器焊接車輪鋼圈,鋼圈�1mm,焊接速度�2�5m/min。該公司還采用帶有視�(jué)系統(tǒng)的激光焊接機(jī),將六根軸與鍛壓出�(lái)的齒輪焊在一�,成為轎車自動(dòng)變速器的齒輪架部件,生產(chǎn)率為200�/h�

    �2� 光纖激光焊在造船及海洋工程方面的�(yīng)�

    許多輪船都是先制造出許多�(dú)立的局部組件結(jié)�(gòu)單元,再在水中的船�(tái)上一�(gè)�(gè)�(jìn)行組�。采用激光焊技�(shù)制造海洋建筑物局部組件非常合�,�?yàn)樗Y(jié)合了焊接切割自動(dòng)化技�(shù)與激光技�(shù)。與弧焊方法相比,采用該技�(shù)可以大大提高生產(chǎn)��

    造船�,采用光纖激光技�(shù),可以�(wú)需�(jìn)行焊接邊緣預(yù)處理和焊前或焊后熱處理就能將部件焊接在一�。與弧焊相比,激光焊的焊接接頭窄,熱影響區(qū)�,而且�(méi)有傳�(tǒng)弧焊方法中出�(xiàn)的由于弧吹或電極磨損引起的焊接缺�。所�,接頭采用光纖激光焊,可以�(shí)�(xiàn)新的焊接�(jié)�(gòu)�(shè)�(jì),這在以前是不可能�(shí)焊接接頭比弧焊焊接接頭更加經(jīng)�(jì), �(zhì)量更��

    �3� 激光焊在飛�(jī)制造中的應(yīng)�

    激光束焊具有能量密度高,熱影響區(qū)�,空間位置�(zhuǎn)換靈�,可在大氣�(huán)境下焊接,焊接變形極小等優(yōu)�(diǎn)。它主要�(yīng)用于飛機(jī)大蒙皮的拼接以及蒙皮與長(zhǎng)桁的焊接,以保證氣�(dòng)面的外形公差。另外在�(jī)身附件的裝配中也大量使用了激光束焊接技�(shù),如腹鰭和襟翼的翼�,�(jié)�(gòu)不再是應(yīng)用內(nèi)肋條骨架支撐�(jié)�(gòu)和外加蒙皮完�,而是�(yīng)用了的鈑金成形技�(shù)�,采閑激光焊接技�(shù)在三維空間完成焊接拼�,不僅�(chǎn)量好,生產(chǎn)效率�,而且工藝再現(xiàn)性好,減重效果明顯�

    激光焊也多�(jiàn)于薄壁零件的制造中,如�(jìn)氣道、波紋管、輸油管�、變截面�(dǎo)管和異型封閉�。這些零件的傳�(tǒng)焊接方法多采用微弧等離子弧焊,或者是小電流鎢極氬弧焊。隨著鈦合金材料的大量使�,即便采用了這些低線能量的焊接技�(shù),仍然由于薄壁材料引起的焊接變形超出公差范圍和焊接缺陷的無(wú)法修�(fù)等原�,�(dǎo)致傳�(tǒng)焊接工藝面臨淘汰的命�(yùn)。激光束焊接配以局部保�(hù)措施,非常適合焊接薄壁鈦合金殼體零��

    �4)復(fù)合激光焊的應(yīng)�

    �(fù)合激光焊技�(shù)�(jié)合了激光焊和傳�(tǒng)氣體保護(hù)焊(GMAW)兩者的�(yōu)�(diǎn),激光焊能在較小的熱輸入量和小的焊接熱影響區(qū)(HAZ)情況下獲得較大的熔深;所附加的氣保焊(GMAW)可以大大擴(kuò)展接頭根部間隙的大小,改善表面狀�(tài)和雜�(zhì)的允許量;提高根部間隙填充和成形�(zhì)量以及加�(qiáng)�(duì)焊接冶金的控��

    �5� 激光焊在醫(yī)�(xué)上的�(yīng)�

    激光焊是用激光來(lái)加熱, 所以它可以穿透透明介質(zhì), 能夠焊到透明介質(zhì)容器的里邊去。這是其他焊接方法難以做到�。這種方法也被利用到醫(yī)�(xué)里邊,比方講我們有些患者視�(wǎng)膜脫�,視網(wǎng)膜是在眼球的后面,視網(wǎng)膜脫落以后眼睛就�(huì)失明。利用激光的辦法,透過(guò)眼球焊到眼球后面,把這�(gè)視網(wǎng)膜和眼球焊起�(lái)。這�(gè)已經(jīng)是很成功的手�(shù)��


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