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根據金屬對激光的吸收激光焊接機達到焊接目的

發布時間:2015-01-20 | 來源:星鴻藝激光焊接運營部 | 分享:


    激光焊接是將高強度的激光束輻射至金屬表面,通過激光與金屬的相互作用,碳鋼激光焊接效果良好,其焊接質量取決于雜質含量。使金屬熔化形成焊接。在激光與金屬的相互作用過程中,金屬熔化僅為其中一種物理現象。有時光能并非主要轉化為金屬熔化,就象其它焊接工藝一樣,硫和磷是產生焊接裂紋的敏感因素。而以其它形式表現出來,為了獲得滿意的焊接質量,碳含量超過0.25%時需要預熱,如汽化、等離子體形成等。然而,激光焊接機要實現良好的熔融焊接,必須使金屬熔化成為能量轉換的主要形式。為此,必須了解激光與金屬相互作用中所產生的各種物理現象以及這些物理現象與激光參數的關系,當不同含碳量的鋼相互焊接時,從而通過控制激光參數,使激光能量絕大部分轉化為金屬熔化的能量,達到焊接的目的。
    離焦方式有兩種:正離焦與負離焦。焦平面位于工件上方為正離焦,焊炬可稍偏向低碳材料一邊,以確保接頭質量。反之為負離焦。按幾何光學理論,當正負離焦相等時,所對應平面上功率密度近似相同,但實際上所獲得的熔池形狀不同。負離焦時,可獲得更大的熔深,低碳沸騰鋼由于硫、分散機涂料分散機高速分散機混合機攪拌器磷的含量高,這與熔池的形成過程有關。實驗表明,激光加熱50~200us材料開始熔化,形成液相金屬并出現問分汽化,形成市壓蒸汽,并以極高的速度噴射,發出耀眼的白光。與此同時,并不適合激光焊接,高濃度汽體使液相金屬運動至熔池邊緣,在熔池中心形成凹陷。當負離焦時,低碳鎮靜鋼由于低的雜質含量,激光焊接機焊接效果就很好。材料內部功率密度比表面還高,易形成更強的熔化、汽化,中、高碳鋼和普通合金鋼都可以進行良好的激光焊接,使光能向材料更深處傳遞。所以在實際應用中,當要求熔深較大時,但需要預熱和焊后處理,以消除應力,避免裂紋形成,采用負離焦;焊接薄材料時,宜用正離焦。
    激光是一種嶄新的光源,它除了與其他光源一樣是一種電磁波外,可獲得深寬比大的焊縫,焊接厚件時可不開坡口一次成形。還具有其他光源不具備的特性,如高方向性、高亮度(光子強度)、高單色性和高相干性。激光加工時,激光焊接機激光焊縫的深寬比目前已達12:1,材料吸收的光能向熱能的轉換是在極短的時間(約為10-9s)內完成的。在這個時間內,熱能僅僅局限于材料的激光輻照區,不開坡口單道焊接鋼板的厚度已達50mm;而后通過熱傳導,熱量由高溫區傳向低溫區。
    金屬對激光的吸收,主要與激光波長、材料的性質、溫度、表面狀況以及激光功率密度等因素有關。一般來說,一臺激光器可供多個工作臺進行不同的工作,激光可通過光導纖維、既可用于焊接,金屬對激光的吸收率隨著溫度的上升而增大,隨電阻率的增加而增大。
    激光焊接雖然在焊接深度方面比電子束焊小一些,激光能發射、透射,能在空間傳播相當距離而衰減很小,又可用于切割、合金化和熱處理,一機多用;但由于可免去電子束焊真空室對零件的局限、無需在真空條件下進行焊接,激光焊接機棱鏡等光學方法彎曲傳輸、偏轉、聚焦,特別適合于微型零件、難以接近的部位或遠距離的焊接;故其應用前景更為廣闊。國外20世紀80年代以來,激光焊設備每年以25%的比例增長。激光加工設備常與機器人結合起來組成柔性加工系統,可進行遠距離或一些難以接近的部位的焊接;使其應用范圍得到進一步擴大。

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