激光焊接介绍罗雅2016年1月26日
目录
激光焊接的分类
焊接的接头形式
3
激光焊接的特点
1
2
激光焊接的主要工艺参数4
56
激光焊接适用的材料
5
焊接保护气
焊接要求
7
激光焊接的特点
优点
(1) 小的加工范围对能量输入可控：小的热应力，小的热影响区，和
小的热变形。
(2) 窄而光滑的焊缝：可以减少或消除焊后处理工序
(3) 冷却速度快，焊缝组织微细，故焊接接头性能良好。
(4) 高加工速度，短工作周期
(5)可进行微型焊接或实现远距离传输，不需要真空装置，利于大批
量自动化生产。
(6) 易于功能集成：激光焊接很容易与其它加工手段，协同生产，例
如折弯，冲床，组装等等,容易实现自动化生产
(7)生产过程易于控制：传感系统对加工实时监控，保证焊接质量
(8)激光焊接不需要与工件接触，避免接触应力
缺点
激光焊虽然是一种新型的焊接方式，具有好的前景，但是也有自身的局限性。
(1)焊接厚度有局限，适合薄材焊接。
(2)工件的夹持要求比较高，间隙尽量小。而且精密焊接夹具的成本
比较高。
(3)定位要非常准确，对编程的要求比较高。
(4)高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等，焊接性会有影响；
(5)焊缝快速凝固，不利于气体的排出，可能有气孔及脆化；
(6)设备昂贵，对于小批量的生产或者定位复杂，工序复杂的生产性
价比不高。
激光焊接的分类
激光深熔焊
激光深熔焊接要求光束具有很高的能量密度一般大于10 kW/mm2。
在这种情况下，激光不仅熔化了金属，同时导致了一定的金属蒸汽。
产生的金属蒸汽在熔池的压力消失并且不断却带液态金属位置，同时金属在不断的熔化，金属蒸汽不断下降，最终形成一个窄而细的金属蒸汽小孔。池孔周围是液态熔融金属，池孔随着激光光束向前移动，液态金属不断地在匙孔后面凝固形成焊缝。
1. 匙孔
2. 熔融金属
3.焊缝
4. 激光光束
5. 焊接方向
6.金属蒸汽
7. 工件
激光焊缝窄而细，深宽比甚至可以达到10：1
激光热传导焊（包边焊）
激光光束沿着材料边缘，熔融的材料互相熔合后凝固形成焊缝。焊缝深度从接近于零到一毫米。
材料的厚度不会超过3mm,通常在2mm以下。
1.熔化材料
2.焊缝
3.激光光束
4.焊接方向
5.工件
固体激光的热传导焊接主要用于薄板角接，例如电池外壳，心脏起搏器的外壳和一些机床的覆盖件。
热传导焊接能够产生一个光滑，洁净的圆角焊缝，无需后续加工。
焊接的接头形式 拼焊
搭接
叠焊
角焊
卷边焊
激光焊接的主要工艺参数 激光功率
光纤芯径
焊接头的准直和焦距
焊接速度
焦深
保护气体
材料的吸收值（材料的反射率）
激光焊接适用的材料
1. 碳钢及普通合金钢
总的说，碳钢激光焊接效果良好，其焊接质量取决于杂质含量。
材料中硫和磷是产生焊接裂纹的敏感因素如果硫、磷的含量高，不适合激光焊接。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接，但需要预热和焊后处理，以消除应力，避免裂纹形成。
2. 不锈钢的激光焊接
一般的情况下，不锈钢激光焊接比常规焊接更易于获得优质接头。
不锈钢低的热导系数更易于获得深熔窄焊缝。
不锈钢又主要分为铁素体不锈钢（接头脆化），奥氏体不锈钢（热裂纹），马氏体不锈钢（焊接性较差），双相不锈钢（焊接影响区容易脆化）。
3. 铝合金的激光焊接
由于铝合金表面的高反射性和高导热性，激光焊接铝合金具有一定的难度。对于高反材料的激光焊接，能量阀值的表现更明显。
不同系的铝合金，不同的牌号，焊接性能也不一样。
铝合金焊接难点：
铝的强氧化能力：铝在空气中及焊接时极易氧化，生成的氧化铝熔点高、非常稳定，不易去除氧化膜的比重大，不易浮出表面，易生成夹渣、未熔合、未焊透等缺欠。铝材的表面氧化膜和吸附大量的水分，易使焊缝产生气孔。
对工件的清洁度有很高的要求。
较大的热导率和比热容。应当尽量采用能量集中、功率大的能源，有时也可采用预热等工艺措施。
一般要求的激光功率比较大。
较大的线膨胀系数，铝凝固时的体积收缩率较大，焊件的变形和应力较大，铝焊接熔池凝固时容易产生缩孔、缩松、热裂纹及较高的内应力。
铝对光、热的反射能力较强，固、液转态时，没有明显的色泽变化，焊接操作时判断难。高温铝强度很低，支撑熔池困难，容易焊穿。
焊接用的激光器必须能抗高反。
容易形成气孔铝及铝合金在液态能溶解大量的氢，固态几乎不溶解氢。在焊接熔池凝固和快速冷却的过程中，氢来不及溢出，极易形成氢气孔。
对工件的清洁度有很高的要求，包括工件及周围环境的干燥。
合金元素易蒸发、烧损，使焊缝性能下降。
4. 铜合金的焊接
类似于铝合金的焊接，但是镜面的铜的反射性能更强。
工业最常用的牌号是T1、T2和T3，外观呈紫红色，故又称为紫铜。容易产生的焊接缺陷：
未熔合与未焊透（高能量密度的激光束）
焊接变形
热裂纹（在结晶过程中，由于低熔点共晶体分布在枝晶间或晶界处，使铜和铜合金具有明显的热脆性，加上焊接应力的作用，极易产生热裂纹）。
气孔（紫铜焊缝中的气孔主要是氢气孔）。
焊接保护气
用焊接保护气来保护焊接效果：
一些焊接应用需要使用焊接保护气体，焊接保护气在焊缝表面形成薄薄的气体保护层，来阻止周围空气对焊缝的影响。这层保护气体层主要用来阻止，熔融的金属与空气中的氧，水蒸汽或二氧化碳反应。
通常使用的保护气体主要有，氦气、氩气、氮气或者混合气体，使用什么样的气体通常由焊接材料的种类决定的。焊接保护气通过保护气管送至焊缝表面，也可通过夹具自身的设置来实现保护气的输送。
通常对于三维件的焊接，如果需要保护气保护的时候会增加机器人运动的阻碍。
焊接要求
焊接之前要求明确客户的焊接要求，一般是对焊缝的强度（熔深要求，气孔控制要求，裂纹控制要求等等），外观（焊缝的平整度，被氧化程度，深宽比等等）气密性（承载的气压）。
1. 焊缝几何形貌
质量检测：
任何质量检测的目的都是要确认工件的性能是否能够达到使用的要求。对于焊接来说，激光焊接的质量标准主要集中在焊缝处和焊接热影响区处。
2. 基础要求：
焊缝需要满足一下两个最近本的质量要求：
焊缝宽度和深度必须要满足焊接规范要求，以来满足焊接强度的要求。
焊缝晶像质量:焊缝内部组织要尽量均匀，晶粒细小均匀。
焊接工艺规范中还包含一些其它的焊接标准和焊接缺陷，下图展示了不同的焊接缺陷：
1.气孔
2.凹陷
3.为熔合
4. 凹坑
5.裂纹
6. 飞溅
7.错边
3. 焊缝内部缺陷：
典型的焊缝内部缺陷：
未熔合：焊缝间隙过大
气孔：少量的空气或气泡混入焊缝内部
裂纹：在焊缝的表面或内部
1. 焊缝表面塌陷
2.焊缝间隙过大导致焊接为熔合
3. 底部凹陷
4. 焊接深度不稳定导致部分焊接未熔合
4. 外部焊接缺陷：
焊缝形状不均匀：例如焊缝塌陷部位的导致的微裂纹
熔融金属飞溅：由于熔融金属“炸飞”在焊缝表面形成凹坑，降低焊缝强度甚至形成气孔
焊缝表面塌陷，及焊缝底部凹陷：降低焊缝的有效受力面积，降低焊缝强度
错边：在对接焊缝中，错边导致有效焊缝面积减少
收弧弧坑：将少焊缝有效受力面积
氧化：降低不锈钢的抗氧化能力
飞溅：飞溅物体落在焊缝或工件表面降低表面质量，增加后续处理工作
热输入导致焊接变形
在焊接过程中，焊缝内部的热量会传导到焊缝周围的工件导致少量变形。
如果一个工件需要拥有大量的焊缝，应合理选择焊接顺序
详解激光焊接技术 一、激光基本原理 1、LASER是什么意思 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通过诱导放出实现光能增幅)的英语缩写。 2、激光产生的原理 激光——“受激辐射放大”是通过强光照射激光发生介质，使介质内部原子的电子获得能量，受激而使电子运动轨道发生迁移，由低能态变为高能态。处于激发态的原子，受外界辐射感应，使处于激发态的原子跃迁到低能态，同时发出一束光；这束光在频率、相位、传播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此时的光为受激辐射光。为了得到高能量密度、高指向性的激光，必须要有封闭光线的谐振腔，使观光束在置于激光发生介质两侧的反射镜之间往复振荡，进而提高光强，同时提高光的方向。 含有钕（ND）的YAG结晶体发生的激光是一种人眼看不见的波长为1.064um 的近红外光。这种光束在微弱的受激发情况下，也能实现连续发振。YAG晶体是宝石钇铝石榴石的简称，具有优异的光学特性，是最佳的激光发振用结晶体。 3、滋光的主要特长 a、单色性―激光不是已许多不同的光混一合而成的，它是最纯的单色光（彼长、频率） b、方向性―橄光传播时基本不向外扩散。 c、相千性－－徽光的位相（波峰和波谷）很有规律，相干性好。 d、高输出功率一用透镜聚焦激光后，所得到的能量密度是太阳光的几百倍。 二、YAG激光焊接 激光焊接是利用激光束优异的方向性和高功么密度等特点进行工作。通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点和焊缝。 常用的激光焊接方式有两种：脉冲激光焊和连续激光焊。前者主要用于单点固定连续和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，又常称为激光焊机、镭射焊机，按其工作方式常可分为激光模具烧焊机（手动焊接机）、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机，光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。 一、激光焊接的主要特性。 20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。 高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。 与其它焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。 但是，激光焊接也存在着一定的局限性： 1、要求焊件装配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小，焊缝窄，为加填充金属材料。若工件装配精度或光束定位精度达不到要求，很容易造成焊接缺憾。 2、激光器及其相关系统的成本较高，一次性投资较大。 二、激光焊接热传导。
1 目的 确立本公司激光焊接焊缝控制的标准。 2 围 本标准适用于本公司喷嘴环激光焊接及其他需要激光焊接件的所有图纸要求符合的焊缝，除在焊接图上有不同的焊接标准说明，其余（包括氩弧焊）均以本标准为依据执行。 3 职责 质保部负责对本标准的实施及控制。。 4标准容 4.1 焊缝焊接要求：
4.2焊缝外观质量要求： 4.2.1焊缝质量外观检查规定操作工100﹪目视检查，检验员进行首末检查和过程抽检，目 视怀疑尺寸超差的须送检验员进行复检确认。 4.2.2 焊缝表面缺陷检查：
4.3试验标准 4.4焊接缺陷名称解释： 4.4.1裂纹：缺陷多数存在于焊缝及焊缝热影响区域的微小裂缝。此缺陷直接影响产品的机 械性能 4.4.2气孔：缺陷存在于焊缝部及表面的孔洞。此缺陷影响焊接强度。 4.4.3咬边：缺陷存在于焊缝与母材的交界熔合线部位，正常焊缝该处应为圆滑过渡。此缺 陷影响焊接强度 4.4.4凹陷：在一段成型均匀的焊缝中，有一段焊缝低于正常的焊缝高度形成的塌陷，此缺 陷影响焊接强度，而且外表不美观。 4.4.5烧穿：在焊接部位母材熔化后，没有形成焊缝而将母材烧穿，此缺陷是一种严重的不 合格缺陷。 4.4.6焊瘤：在一段成型均匀的焊缝中，有局部焊缝，高于正常的焊缝高度形成的突起，此 缺陷影响外观。 4.4.7断弧：在一段成型均匀的焊缝中，有一段或一点焊缝没有或者此处焊缝细小。此缺陷 影响机械性能。
4.4.8夹渣：缺陷存在于焊缝部及表面，它是一种非正常熔化金属的杂物熔夹在焊缝中。 4.4.9偏焊：焊脚两侧有一侧高度低于要求的焊脚高，此缺陷影响焊接强度和美观。 4.4.10 弧坑：缺陷存在于焊缝结束收弧部分，它是由于母材熔化过多或没有足够的金属填 充而形成的凹坑。
激光焊接的未来与前景 激光焊接前景 摘要：焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。激光技术涉及材料学、力学、计算机科学等。研发是一个消耗的过程，其投入要求高，资金回收期较长。单靠企业研发，速度很难跟上，于是有一部分压力转移到国家科研机构。所以产业化需要强大的经济实体后盾和政策支持。 关键词：焊接技术关键制造工艺激光焊接产业化 焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。中国2005年钢产量达到3．49亿吨，成为世界最大的钢材生产与消费国，而焊接结构的用钢量也突破1．3亿吨，相当于美国一年的钢产量，成为世界上空前最大的焊接钢结构制造国。近几年中国完成的一些标志性工程来看，焊接技术发挥了重要作用。例如三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系统，包括导水管、蜗壳、转轮、大轴、发电机机座等，其中马氏体不锈钢转轮直径10．7m 高5．4m 重440t，为世界最大的铸－焊结构转轮。该转轮由上冠、下环和13或15个叶片焊接而成，每个转轮的焊接需要用12t焊丝，耗时4个多月。神舟6号飞船的成功发射与回收，标志着中国航天事业的巨大进步，其中两名航天员活动的返回舱和轨道舱都是铝合金的焊接结构，而焊接接头的气密性和变形控制是焊接制造的关键。由第一重型机械集团为神华公司制造的中国第一个煤直接液化装置的加氢反应器，直径5．5m 长62m 厚337mm 重2060t，为当今世界最大、最重的锻－焊结构加氢反应器，采用国内自主知识产权的全自动双丝窄间隙埋弧焊技术，每条环焊缝需连续焊接5天。西气东输的管线长4000km，是中国第一条高强钢（X70）大直径长输管线，所用的螺旋钢管和直缝钢管全部是板－焊形式的焊接管。2005年我国造船的总吨位达到1212万吨，占世界造船总量的17％，居于日、韩之后，稳居世界第三位，正向年产2500万吨的世界水平迈进。国内制造的30万吨超级油轮、新型5668标箱集装箱船、15万吨散装货船，以及为世界瞩目的，被称为“中华第一盾”的170舰，都是中国造船界的骄傲，船体是典型的板－焊结构。另外，上海中泸浦大桥是世界最长的全焊钢拱桥；国家大剧院的椭球型穹顶是世界最重的钢结构穹顶；奥林匹克主体育场的鸟巢式钢结构重4万多吨，也是世界之最。这些大型结构都是中国焊接制造的最大、最重、最长、最高、最厚、最新的具有代表性的重要产品。由此可见，焊接在国民经济发展和国防建设中具有非常重要的地位和作用。从“十一五”规划的二十项国家重大技术装备的研制项目可以看出，在百万千瓦级核电机组、超超临界火力发电机组成套设备、高水头超大容量水电机组、大型抽水蓄能机组、30～60万瓦级循环硫化床（CFB）锅炉的成套技术装备、百万吨级大型乙烯成套设备、百万吨级大型对苯二甲酸成套设备、大型煤制气成套设备以及大型煤矿综合采掘成套技术与装备中，焊接制造都是关键制造工艺之一。 但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制，激光焊接便有了很大的发展空间。
激光焊接技术 激光焊接技术属于熔融焊接，以激光束为能源，冲击在焊件接头上。 目录 1基本信息 2激光焊接的优势 3工艺参数 ?激光功率 ?光束焦斑 ?功率控制 4优缺点 5应用 6混合焊接优势 1基本信息 激发电子或分子使其在转换成能量的过程中产生集中且相位相同的光束，Laser来自Light Amplification by Stimulated Emission Radiation的第一个字母所组成。 由光学震荡器及放在震荡器空穴两端镜间的介质所组成。介质受到激发至高能量状态时，开始产生同相位光波且在两端镜间来回反射，形成光电的串结效应，将光波放大，并获得足够能量而开始发射出激光。激光亦可解释成将电能、化学能、热能、光能或核能等原始能源转换成某些特定光频（紫外光、可见光或红外光的电磁辐射束的一种设备。转换形态在某些固态、液态或气态介质中很容易进行。当这些介质以原子或分子形态被激发，便产生相位几乎相同且近乎单一波长的光束-----激光。由于具同相位及单一波长，差异角均非常小，在被高度集中以提供焊接、切割及热处理等功能前可传送的距离相当长。 世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达10^6瓦，但仍属于低能量输出。使用钕（ND）为激发元素的钇铝石榴石晶棒（Nd:YAG）可产生1---8KW的连续单一波长光束。YAG激光，波长为1.06uM，可以通过柔性光纤连接到激光加工头，设备布局灵活，适用焊接厚度0.5-6mm。使用CO2为激发物的CO2激光（波长10.6uM），输出能量可达25KW，可做出2mm板厚单道全渗透焊接，工业界已广泛用于金属的加工上。 早期的激光焊接研究实验大多数是利用红宝石脉冲激光器，当时虽然能够获得较高的脉冲能量，但是这些激光器的平均输出功率相当低，这主要是由激光器很低的工作效率和发光物质的受激性所决定的。激光焊接主要使用CO2激光器和YAG激光器，YAG激光器由于具有较高的平均功率，在它出现之后就成为激光点焊和激光缝焊的优选设备。激光焊接与电子束焊接
激光焊接技术应用及其发展趋势 摘要：本文论述了激光焊接工艺的特点、激光焊接在汽车工业、微电子工业、生物医学等领域的应用以及研究现状，激光焊接的智能化控制，论述激光焊接需进一步研究与探讨的问题。关键词：激光焊接；混合焊接；焊接装置；应用领域 引言 激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属于热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法，随着高功率CO2和高功率的Y AG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功，使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论，包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等，并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性，焊接现象建模与数值模拟，钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接，激光接头性能评价等方面做了一定的研究。 一、激光焊接的质量与特点 激光焊接原理：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，金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段[2]，激光焊接的机理有两种： 1、热传导焊接 当激光照射在材料表面时，一部分激光被反射，一部分被材料吸收，将光能转化为热能而加热熔化，材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递，最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时，材料吸收光能转化为热能，材料被加热熔化至汽化，产生大量的金属蒸汽，在蒸汽退出表面时产生的反作用力下，使熔化的金属液体向四周排挤，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿人更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后将两焊件焊接在—起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择，通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于：前者熔池表面保持封闭，而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小，因为激光束的辐射没有穿透被焊材料，所以，在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入；而深熔焊时，小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换，由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变，即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成，然后再转变为小孔方式。 1、激光焊接的焊缝形状 对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处的熔化金属，由于材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔，随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝，其焊缝形状深而窄，即具有较大的熔深熔宽比，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：l，最高可达10：1。图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形
激光焊接技术简介 2017-8-1 激光—全称为受激辐射光放大，它是一种新光源，其所具有的相干性、单色性、方向性与高输出功率等特点，是其它光源所无法比拟的。激光焊接是通过光学系统将激光光束聚集在很小的区域，焦平面上的功率密度可达到10×10w/cm2，在极短的时间内，使被焊处形成一个能量高度集中的局部热源区，从而使被焊物熔化并形成牢固的焊点或焊缝。 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/ cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/ cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接原理：一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达25000C左右，热量从这个高
温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。激光的空间控制性和时间控制性很好，对加工对象的材料、形状、尺寸和加工环境的自由度都很大，特别适用于自动化加工。近年来，几乎所有的电子产品，如电脑、电视机、手机、数码相机以及许多电子元器件等，在生产制造中都不同程度地应用了激光焊接技术。 激光焊接设备 用于光器件封装的激光焊接设备主要有单光束焊接、三光束焊接和四光束焊接三种焊接设备，也有个别公司有用到双光束焊接设备，下面就谈谈这四种焊接的设备。 单光束激光焊机：顾名思义，单光束焊机每次焊接只有一束激光，在没有焊接时激光焊机会有一束红色的指示光束，此指示光束就是焊接时激光的前进路线。基本每台单光束焊机都配有一个显微镜，通过显微镜，可以清晰地观察到红色指示光束光斑聚焦在需要焊接的点上，
随着科学技术的发展，近年来出现了激光焊接。那么什么是激光焊接呢？激光焊接的特点与优点又有哪些呢？ 下图是激光焊接的工作原理： 首先，什么是激光？世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达106瓦，但仍属于低能量输出。 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，假如焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，一类是固体激光器，又称Nd:Y AG 激光器。Nd（钕）是一种稀土族元素，Y AG代表钇铝柘榴石，晶体结构与红宝石相似。Nd:Y AG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省往复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽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，分子气体作工作介质，产生均匀为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 与其它传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。
分析激光焊接技术的发展与展望 发表时间：2019-09-01T18:34:12.243Z 来源：《防护工程》2019年12期作者：张洪涛 [导读] 激光焊接技术是现如今在焊接领域应用最为广泛的一种焊接技术，其发展潜力也十分的强大。 佛山市宏石激光技术有限公司 528312 摘要：随着激光技术的诞生，对其的研究也在不断的深入。现如今激光技术所应用的领域已经十分的广泛，并取得了十分显著的成果。而焊接技术与激光技术完美的融合到一起，就是现在的激光焊接技术，将其应用到焊接领域，能够有效的弥补传统焊接技术的局限，所以激光焊接技术的应用范围也更加的广泛，尤其是在航空航天，汽车制造等领域，更有着十分明显的优势。所以，激光焊接技术在未来必然会有着更为广阔的发展前景，必将会被应用到更多的领域之中。因此，本文首先将概述激光焊接技术的发展历程，然后详细阐述激光焊接技术的未来发展前景，希望可以为相关工作人员提供有用的参考。 关键词：激光焊接技术；发展历程；国内发展现状；国外发展现状；未来展望 激光焊接技术是现如今在焊接领域应用最为广泛的一种焊接技术，其发展潜力也十分的强大。该技术在上世纪就在西方国家的工业生产中得到应用，而随着现代工业的迅猛发展，这就使得激光焊接技术拥有了更为广阔的发展前景以及发展空间。现如今激光焊接技术，已经被应用到汽车制造领域、航空航天领域、压力容器领域以及武器制造等多个领域。所以，通过对激光焊接技术的发展现状进行有效分析，这样就能够更好的挖掘激光焊接技术的未来发展情况，从而从宏观上对激光焊接技术有着更为深入的了解，使激光焊接技术能够在我国得到更好的应用，全面的提高我国的焊接水平，保证我国的经济发展[1]。 一、激光焊接技术的发展历程 （一）激光焊接技术在我国的发展历程 早在20世纪60年代初，激光焊接技术就已经呗发现，并被初步的投入到了生产之中，然而由于当时我国的国情比较复杂，所以就十分遗憾的错过了这次发展机遇。而到了上世纪80年代，邓小平积极的推进了改革开放战略，我国终于又一次的打开了国门，并积极的与世界的其他国家建立了联系，这就使得我国第一次接触到激光技术。但是，直到20世纪90年代末，我国的激光技术才算是得到了初步的发展，逐渐的形成规模，并融入到了焊接领域。而到了今天，在我国对激光焊接技术研究最为深入的就是哈尔滨焊接研究所[2]。 随着我国社会经济的迅猛发展，也有力的推动了我国科学技术的快速进步，尤其是我国不仅充分的获取了国际上的高新技术，同时还在积极的探究如何更好的增强激光焊接技术的功率。现如今，我国已经突破了大功率激光焊接技术，这可以说是一项十分重大的突破，有着里程碑式的意义。并且，还为激光焊接技术有效的打下了坚实的基础。同时，我国还在异种金属焊、激光热丝焊等多个领域对激光焊接技术进行研究，使得激光焊接技术越发的完善[3]。 （二）激光焊接技术在国外的发展历程 激光焊接技术就是起源于西方国家，所以对激光焊接技术，国外对其研究的时间相比我国也要更长，并且激光焊接技术在国外经过多年的发展，也已经十分的成熟，该技术也越发的完善。早在上世纪的八十年代初，日本、德国以及美国等很多的西方国家，都在积极的探索如果将激光技术更好的应用到传统的制造类行业之中，通过大量的研究之后，有效的促进了激光焊接技术的发展。特别是进入21世纪之后，激光焊接技术所适用于的范围更加的广泛，在很多个领域都能够看到激光焊接技术在其中发挥作用。并且，对激光焊接技术有许多的国家对其建立相关的规章制度，保证激光焊接技术的应用更加的完善。并且，有很多的西方发达国家不仅将激光焊接技术应用于中小型的生产制造行业中，还将激光焊接技术的融入到大型的现代生产制造企业之中，并取得了十分显著的成果，尤其是将其应用到军事领域之中，有着令人瞩目的效果，这充分的说明了激光焊接技术有着很强的适用性[4]。 二、激光焊接技术的未来发展前景 激光焊接技术是一种将传统焊接技术与现代科学技术完美融合的新技术，将其应用到焊接领域可以很好突破传统焊接技术的局限性，这就使得激光焊接技术有着更为广阔的使用范围。并且，通过将现代先进的科学技术融入到激光焊接技术之中，可以更有效的提升激光焊接技术的精确程度和工作效率。我相信随着我国科学技术的发展，激光焊接技术将会拥有更高的功率密度，还能够更快的释放能量，从而有效的加快激光焊接技术的焊接效率，还能够进一步保证焊接质量。 同时，由于现如今的激光焊接技术其聚焦点要更小，这就使得激光焊接技术能够取得更为显著黏连效果。尤其是在完成焊接工作后，不需要进行传统的后续处理工作。尤其是随着现代激光焊接技术的迅猛发展，其聚焦点必然也会随之大幅减小，这样就可以进一步的保证黏连效果，还可以很好的防止对材料造成任何的破坏。目前，对焊接的精确度要求最高的就是高新技术的领域，如电子器件、计算机元件等。所以，通过应用的激光焊接技术，能够有效的降低小件器件以及普通制造企业的生产成本，有着十分广阔的应用前景。并且，激光焊接技术的使用工艺也必然会愈发的完善，可以使我国企业更好的对制造成本进控制，使激光焊接技术在我国能够让更多的人有正确的认识，并可以切实的掌握这项技术。有很多人都激光焊接技术看作是传统焊接技术的外来发展方向，由于激光焊接的操作十分简单，可以应用于多种材质的焊接之中，所以该技术受到我国社会各界的高度关注。再加上激光的折射线和穿透性都有着很好的保证，还可以在任意一个方向形成聚焦，这就使得激光焊接技术的应用范围更加的广阔[5]。 同时，激光焊接相比其他的焊接技术，其适应性要更为突出。特别是激光焊接技术对工作环境没有任何的特殊要求，而传统的焊接模式有时需要在气体保护状态下或者是真空环境之中，才能够开展焊接工作。而因为激光能在短时间迅速的完成聚焦，这就使得在所有的环境下，激光焊接技术都能够有效的完成焊接工作。激光焊接技术经过半个世纪的发展滞后，现代人们对激光焊接技术的认识也更加的深刻，其不仅在军事领域得到了有效的应用，还在民用领域得到的大力的发展。所以，在未来的仪器制造领域、汽车制造领域等多个领域中，激光焊接技术的优势能够充分的得到发挥，特别是在医学领域以及军事领域中，可以绽放更加耀眼的光芒。这是因为激光焊接技术有着融合快、热量高以及干净卫生等诸多十分明显的优点，将激光焊接技术应用到临床医学的诊治之中，比如生殖医学以及神经医学等，都能够应用激光焊接技术，这对促使激光焊接技术的发展有着十分重大的意义。 三、结束语 总而言之，激光焊接技术与传统焊接技术相比有着很多明显的优点，特别是激光焊接技术操作十分简便，还不会留下过大的焊缝，还
米亚奇公司 Nd（钕）:YAG激光器激光焊接指南 米亚奇公司2003年版 此处包含的材料，未经米亚奇公司书面同意，严禁复 制或用于任何用途 联系方式： 米亚奇公司 Myrtle大道1820号 蒙罗维亚CA, 91017-7133 Tel.: 626 303 5676 Fax: 626 599 9636 https://www.doczj.com/doc/a68744147.html,
目录 1.激光基础 1.1 介绍 1.2 激光产生的原理 1.3 Nd:YAG激光的介质 1.4 泵浦源 1.5 谐振器 1.6 激光安全 2.激光焊接基本原理 2.1脉冲激光焊接 2.1.1实时功率反馈 2.1.2输出功率斜波 2.1.3脉冲的成形 2.1.4时间的分配 2.1.5能量分配 2.1.6光束的传输 2.1.7聚焦头 2.2激光是怎么实现焊接的 2.3主要焊接参数 2.3.1接缝设计与配合 2.3.2部分聚焦 2.3.3材料的选择和其表面镀层 2.4激光的参数 2.4.1名词术语 2.4.2光学系统 2.4.3聚焦镜片 2.4.4峰值功率和脉冲宽度 2.4.5接缝的焊接 2.4.6保护气体 2.5焊接举例
1.激光基础 1.1介绍 “激光”一词是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation（受激辐射而放大的光）的缩写，激光器的要素有： Nd:YAG激光器有两种类型，连续波的和脉冲波的，正如它们的名字所指，连续激光的波形要么是开，要么是关，但脉冲激光只用部分脉冲完成焊接。脉冲激光利用峰值功率进行焊接，反之连续激光使用的是平均功率，这使得脉冲激光只用很小的能量就能实现焊接，并形成了更小的热影响区，脉冲激光焊提供了无与伦比的点焊性能和极低的焊接热输入，米亚奇的就是脉冲激光焊机。 1.2激光产生的原理 激光本质上是分三步产生的，发生几乎是瞬间的。 1.泵浦源给介质提供能量，将介质内部原子激活，使得带电原子暂时被激发到 高能级，处在此活跃级的带电原子是不稳定的，于是跃迁到低能级，在这个过程中，从泵浦源吸收能量的电子释放多余的能量并辐射出一个光子，这个过程叫做自发辐射，通过这种方式产生的光子是激光的种子。 2.光子自发传播并最终撞击到别的处于高能级的电子，由于光速极快，处在激 发态的原子的密度很大，所以这个过程是极其短暂的，入射光子将电子从高能级激发到低能级并产生另一个光子，这两个光子是相干的，这意味着它们相位相同，波长相同，传播方向相同，这个过程叫做受激辐射。 3.光子传播方向是不定的，然而一些沿着介质传播的光子撞击共振器的反射镜， 又通过介质反射回来，共振反射镜决定了受激辐射的优先扩大方向，为了使
适合激光焊接的材质 适合激光焊的材质有如下几种： 1、模具钢。 S136，SKD-11，NAK80，8407，718，738，H13，P20，W302，2344等焊接效果较好。 2、碳钢及普通合金钢的激光焊接。 总的说，碳钢激光焊接效果良好，其焊接质量取决于杂质含量。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。为了获得满意的焊接质量，碳含量超过0.25%时需要预热。当不同含碳量的钢相互焊接时，焊炬可稍偏向低碳材料一边，以确保接头质量。低碳沸腾钢由于硫、磷的含量高，并不适合激光焊接。低碳镇静钢由于低的杂质含量，焊接效果就很好。中、高碳钢和普通合金钢都可以进行良好的激光焊接，但需要预热和焊后处理，以消除应力，避免裂纹形成。 3、不锈钢的激光焊接。一般的情况下，不锈钢激光焊接比常规焊接更易于获得优质接头。由于高的焊接速度热影响区很小，敏化不成为重要问题。与碳钢相比，不锈钢低的热导系数更易于获得深熔窄焊缝。 4、不同钢材之间的激光焊接。 激光焊接极高的冷却速度和很小的热影响区，为许多不同金属焊接融化后有不同结构的材料相容创造了有利条件。现已证明以下金属可以顺利进行激光深熔焊接：不锈钢~低碳钢，416不锈钢~310不锈钢，347不锈钢~HASTALLY镍合金，镍电极~冷锻钢，不同镍含量的双金属带。 5、钛、镍、锡、铜、铝、铬、铌、金、银等多种金属及其合金，及钢、可伐合金等合金的同种材料间的焊接。 有色金属相对难焊，其紫铜合金、银合金最难焊。 6、应用于铜－镍、镍－钛、铜－钛、钛－钼、黄铜－铜、低碳钢－铜等多种异种金属间的焊接。
以上仅供参考，金属与合金成份不一，对焊接有较大影响，所以以实际测试为准。 镀层对激光焊的影响： 高平镜面镀层很难焊接：镜面镀铬、镀银、镀银等 一般镀层较易焊接：镀镍、镀锌、镀铜对焊接强度无影响 高度抛光金属较难焊：铜、银、金焊接强度较小 其他处理易焊接：只要不是镜面焊接强度较大 间隙对激光焊的影响： 缝越小，外观越好，强度越大，缝大时，出现较严重的槽状焊缝,强度也小。 材料厚度对激光焊的影响： 0.2以下的材质，焊接难度大，焊接缝会有变形等现象，焊接牢固度变小。较厚材质，焊接外观较好，强度也大。
浅析激光焊接机之深熔焊接工艺 激光焊接是一种非接触式、高精度、高效的焊接方式。 激光焊接工艺可分为热传导焊和深熔焊。今天，佛山富兰激光 主要为大家浅析一下深熔焊接工艺。 深熔焊，也可称作为深度穿透焊接。这种工艺不但能完全熔透 材料，还能使材料汽化，形成大量等离子体，由于热量较大，熔池 前端会出现匙孔现象。深熔焊能够彻底焊透工件，且输入能量大、 焊接速度快，是目前使用最广泛的激光焊接模式。 激光深熔焊接过程中，激光聚焦在一起从而在金属上形成极高 的功率密度。激光束聚焦的部位会使所焊接的金属气化，令工件熔 池中出现一个盲孔(即深熔孔)。金属蒸汽压力会挡住周围熔化的金属，使盲孔在焊接过程中始终处于开口状态。激光功率主要在蒸汽 与熔体边界和深熔孔壁处被熔体吸收。聚焦的激光束和深熔孔沿焊 接轨迹持续移动。焊接材料在深熔孔前方熔化，并在后面重新凝固 形成焊缝。 激光深熔焊的特征 1、深宽比高：因为熔融金属围着圆柱形高温蒸气腔体形成并延 伸向工件，焊缝就变得深而窄。 2、热输入小：因为小孔内的温度非常高，熔化过程发生得极快，输入工件热量很低，所以热变形和热影响区很小。 3、致密性高：因为充满高温蒸气的小孔有利于焊接熔池搅拌 和气体逸出，导致生成无气孔的熔透焊缝。焊后高的冷却速度又易 使焊缝组织细微化。所以致密性非常高。 4、焊缝强固：焊接过程无需电极或填充焊丝，熔化区受污染少，使得焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母体金属。 5、控制精确：因为聚焦光点很小，激光输出无“惯性”，可在 高速下急停和重新起始，用数控光束移动技术则可焊接复杂工件， 且定位精确、焊缝美观。 6、非接触式焊接：因为能量来自光子束，与工件无物理接触， 所以没有外力施加工件。还有，磁和空气对激光都无影响。
激光焊接工艺详解 随着科学技术的发展，近年来出现了激光焊接。那么什么是激光焊接呢？激光焊接的特点与优点又有哪些呢？ 下图是激光焊接的工作原理： 首先，什么是激光？世界上的第一个激光束于1960年利用闪光灯泡激发红宝石晶粒所产生，因受限于晶体的热容量，只能产生很短暂的脉冲光束且频率很低。虽然瞬间脉冲峰值能量可高达106瓦，但仍属于低能量输出. 激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束，假如焦点靠近工件，工件就会在几毫秒内熔化和蒸发，这一效应可用于焊接工艺高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。激光焊接设备的关键是大功率激光器，主要有两大类，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，晶体结构与红宝石相似。Nd:YAG激光器波长为1.06μm，主要优点是产生的光束可以通过光纤传送，因此可以省往复杂的光束传送系统，适用于柔性制造系统或远程加工，通常用于焊接精度要求比较高的工件。汽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，分子气体作工作介质，产生均匀为10.6μm的红外激光，可以连续工作并输出很高的功率，标准激光功率在2-5千瓦之间。 与其它传统焊接技术相比，激光焊接的主要优点是： 1、速度快、深度大、变形小。 2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。 3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。 4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。 5、可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。 6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远间隔焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。 7、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。
《激光焊接工艺实践》课程学习指南 一、课程资源导航 二、学前要求 学习本课程需要有一定的预备基础知识，需要配置一台计算机，对计算机具体要求如下： (一) 必备基础 学习本课程的学习者必须具备一定的基础： 1.会熟练使用计算机，如常用操作系统Windows XP或者Linux，还有常用软件如PowerPoint、Word等； 2.一定的激光加工技术和工程材料学知识。 (二) 软硬件环境 1.硬件环境：
三、学习目标与要求 课程设置是基于光机电应用技术专业职业岗位能力的培养需要，要求学生通过视频课件、动画和现场实训操作等多种学习资源，掌握激光焊接原理、工艺特点和应用领域。通过本课程学习，学生不仅应该掌握激光焊接加工的基础理论，更要培养、锻炼实际动手操作能力，从而使其在掌握专业知识的基础上获得所需要的职业技能。具体要求如下： ?了解激光焊接工艺的过程和机理； ?学习根据材料特点和焊接工艺要求来选择合适的激光焊接设备； ?针对不同激光焊接设备，学会选择合适的激光焊接参数并能够对设备进行调试、维护； ?针对不同激光焊接过程，学会分析影响焊接质量的因素和解决的措施； ?学习激光焊接的安全操作常识和正确的操作规范。 四、学习路径 1.学习模式 在校学生学习方式：课堂学习+操作实训+网络辅助+标准化试题库考试 网络学习方式：教材自学+按课件学习+网上导学+实训实验+标准化试题库考试2.课程知识学习路径 按知识点渐进式学习：先导课程为激光加工原理、工程材料学等。 3.推荐书籍和参考 （1）郑启光，邵丹编著，激光加工工艺与设备，北京：机械工业出版社，2009,10；（2）刘其斌编著，激光加工技术及其应用，北京：冶金工业出版社，2007；（3）蒙大桥，张友寿，何建军等译，材料激光工艺过程，北京：机械工业出版社，2012,9； （4）现代激光焊接技术，陈彦宾，科学出版社，2010，,10； （5）激光焊接与切割质量控制，陈武柱，机械工业出版社，2010。 五、考核标准 学生学习考核标准请参见本课程资源“考核方案”
激光焊接焊缝检测标准文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
1 目的 确立本公司激光焊接焊缝控制的标准。 2 范围 本标准适用于本公司喷嘴环激光焊接及其他需要激光焊接件的所有图纸要求符合的焊缝， 除在焊接图上有不同的焊接标准说明，其余（包括氩弧焊）均以本标准为依据执行。 3 职责 质保部负责对本标准的实施及控制。。 4标准内容 焊缝焊接要求：
4.2 4.2.1焊缝质量外观检查规定操作工100﹪目视检查，检验员进行首末检查和过程抽检，目 视怀疑尺寸超差的须送检验员进行复检确认。 4.2.2 焊缝表面缺陷检查：
4.3 4.4 4.4.1裂纹：缺陷多数存在于焊缝及焊缝热影响区域的微小裂缝。此缺陷直接影响产品 的机 械性能 4.4.2气孔：缺陷存在于焊缝内部及表面的孔洞。此缺陷影响焊接强度。
4.4.3咬边：缺陷存在于焊缝与母材的交界熔合线部位，正常焊缝该处应为圆滑过渡。 此缺 陷影响焊接强度 4.4.4凹陷：在一段成型均匀的焊缝中，有一段焊缝低于正常的焊缝高度形成的塌 陷，此缺 陷影响焊接强度，而且外表不美观。 4.4.5烧穿：在焊接部位母材熔化后，没有形成焊缝而将母材烧穿，此缺陷是一种严 重的不 合格缺陷。 4.4.6焊瘤：在一段成型均匀的焊缝中，有局部焊缝，高于正常的焊缝高度形成的突 起，此 缺陷影响外观。 4.4.7断弧：在一段成型均匀的焊缝中，有一段或一点焊缝没有或者此处焊缝细小。 此缺陷 影响机械性能。 4.4.8夹渣：缺陷存在于焊缝内部及表面，它是一种非正常熔化金属的杂物熔夹在焊 缝中。 4.4.9偏焊：焊脚两侧有一侧高度低于要求的焊脚高，此缺陷影响焊接强度和美观。 4.4.10弧坑：缺陷存在于焊缝结束收弧部分，它是由于母材熔化过多或没有足够的金 属填 充而形成的凹坑。
激光焊接机的日常维护及注意事项 激光焊接机的日常维护及注意事项 (1) 激光谐振腔的调整步骤如下： (2) 1.检查基准光源 (2) 2.调整输出镜(输出介质膜片)位置 (2) 3.检查YAG棒的安装位置 (2) 4.调整全反镜(全反介质膜片)位置 (2) 5.检查光闸的位置 (3) 冷却系统的维护 (3) 1、冷却系统维护的主要内容 (3) 注意事项 (4) 注意：激光器维护的必须由经过专门培训的人员进行，否则容易产生严重的人为损坏。 1、为了保证激光器一直处于正常的工作状态，连续工作二周后或停止使用一段时间时，在开机前首先应对YAG棒、介质膜片及镜头保护玻璃等光路中的组件进行检查，确定各光学组件没有灰尘污染、霉变等异常现象，如有上述现象应及时进行处理，保证各光学组件不会在强激光照射下损坏。(若设备的使用环境比较清洁，上述检查可以相应延长至一个月甚至更长) 2、冷却水的纯度是保证激光输出效率及激光器聚光腔组件寿命的关键，使用中应每周检查一次内循环水的电导率，保证其电导率30.5MW·cm，每月必须更换一次内循环的去离子水，新注入纯水的电导率必须32MW·cm。随时注意观察冷却系统中离子交换柱的颜色变化，一旦发现交换柱中树脂的颜色变为深褐色甚至黑色，应立即更换树脂。 3、设备操作人员可以经常用黑色像纸检查激光器输出光斑，一旦发现光斑不均匀或能量下降等现象，应及时对激光器的谐振腔进行调整，确保激光输出的光束质量。 警告：直接的强激光照射可以对人体皮肤产生严重伤害，特别是将使眼睛致盲，调试操作人员必须具备激光安全防护的常识，工作中必须佩带针对1.064mm波长的专用激光防护眼镜。 注意1：当强激光直接照射到木材等易燃品时会产生明火，调试过程中应在激光输出的光路上放置一块吸收性能良好的黑色金属材料作为光束终止器，防止引起火灾事故。 注意2：激光器的调整必须由经过专门培训的人员进行，否则会因激光器失调或调偏造
激光焊机的焊接质量浅谈 发表时间：2018-12-18T10:15:41.067Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：张锁瑶 [导读] 摘要：激光焊接，指将传统的焊接技术和激光技术进行结合，目前激光焊接技术的发展，是由于它能量源是具有高能量密度的激光束，直径小，能量大，焊接材料的热影响区域小，母材热变形小，焊接质量稳定，故焊接技术被广泛应用到车，船舶等各个前沿领域中应用越来越广泛。 哈尔滨电气动力装备有限公司黑龙江哈尔滨 150000 摘要：激光焊接，指将传统的焊接技术和激光技术进行结合，目前激光焊接技术的发展，是由于它能量源是具有高能量密度的激光束，直径小，能量大，焊接材料的热影响区域小，母材热变形小，焊接质量稳定，故焊接技术被广泛应用到车，船舶等各个前沿领域中应用越来越广泛。 关键词：激光焊机；焊接；质量 根据焊机实际情况的需求，激光焊机以其焊接速度快，焊接质量高，具有操作简单，安全性能高，生产效率高等优势。 一、激光焊机焊接工艺特点 在焊接材料范围和焊接条件及焊接效果等方面有显著的区别。除了对焊件装配精度要求高以外，与传统焊接方比较具有显著的优点：加热范围小，焊缝和热影响区窄，接头性能优良；残余应力和焊接变形小，可以实现高精度焊接；可对高熔点、高热导率，热敏感材料及非金属进行焊接，可焊接难熔材料如钛，石英等，并能对异性材料施焊，效果良好；能在室温或特殊条件下进行焊接。焊接速度快，易于实现自动化，生产率高。因而在生产中高能束成为焊接技术发展的主流。激光焊接过程产生的金属蒸气和保护气体，在激光作用下发生电离，从而在小孔内部和上方形成等离子体。等离子体对激光有吸收、折射和散射作用，因此一般来说熔池上方的等离子体会削弱到达工件的激光能量，影响光束的聚焦效果，对焊接不利。 二、激光焊机的焊接焊缝质量系统 焊接质量的好坏，取决于来料带钢的板型，设备精度和焊接参数的设定。来料可能会带头和带尾处有浪，带钢夹杂，镰刀弯，厚度不均等情况，都会大大影响焊接质量；设备需要自动调节焊接缝隙，焊接速度，激光功率，焦点位置等焊接动作，如果设备精度下降后，设定值与实际值的差别焊接会导致明显的焊接缺陷；焊接参数的确定大都是在生产线进行大批量生产之前，进行焊接实验而得出的，但在面对偶发性焊接异常时，需要调节一个或者多个参数进行焊接。在操作界面上，可激活所选择的信号进行查看图像界面实时拍摄间隙照片、焊缝照片及熔深照片，最后每条焊缝以焊缝数目号命名，将数据以文本格式保存于电脑中。操作人员在生产过程中，一般会参照其中一条或几条曲线来进行分析，观察整条曲线的走向和趋势，判断此条焊缝是否满足生产强度，从而进行下一步操作。需要格外注意的几个曲线数据为： 1.欠充满。指焊缝的“下凹”程度，由于激光功率太大或者间隙太大，速度过慢都会导致欠充满，如果欠充满超出允许范围之外，表征此条焊缝“太薄”，在生产过程中，很可能由于承受不住生产线张力而发生撕裂甚至断带。 2.过充满。过充满太大相当于焊趾太高，通俗的指焊缝的“上凸”程度， 图1焊缝欠充满实物 由于激光功率太小或者间隙太小，速度过块都会导致过充满，焊接间隙内，钢水无法完全的稳定的分布在母材剪切间隙中，一大部分只是流到了焊缝的表面上，导致的结果是焊缝内在连接差，如果过充满超出允许范围之外，表征此条焊缝中间未良好的连接，强度不够，易发生撕裂甚至断带。 图2焊缝过充满实物 3.渗透。指在焊接过程中，从下表面向焊缝观察激光强度，来表征激光是否穿透母材，激光焦点表征了激光能量最强的点，生产中为了确保能量足够焊接，会对激光焦点进行标记，如果焦点与母材厚度不匹配，激光很可能会能量不足，材料熔融不良，导致焊接不良。由于激光焦点太高会使得渗透值几乎为零，激光焦点太低会造成激光亮度太强渗透值超出允许的范围。 4.高度偏差。指两根带钢的头尾相对厚度。焊机在接收数据后，会根据参数自动调节出入口侧焊头的距离，来使得两根带钢中部对接中部，焊接有足够的材料融合。高度偏差曲线整体大于或小于允许值，表征两根带钢焊接并不在同一水平面上，出现“错层”现象，强度会下降。如果曲线波动较大，表征带钢的板型不良，需要采取其他手段来进行改进。 三、激光焊接技术的研究与应用 从焊接的工艺过程来看，激光的焊接质量与小孔效应的形成和焊接过程等离子体作用有关，经过进一步研究发现激光焊接质量与焊接原料、激光工艺参数和激光光束特性等诸多因素有关系。下面详细列出在生产应用中总结的各特征参数和工艺参数与焊接质量之间关系的研究结果。 1.激光焊接质量与光束能量特性的关系，光束的能量特性主要包括激光束的波长和光束的功率与功率密度。在激光焊接中，起主要作用的是激光功率密度值。这是由于对于不同的材料都有一个临界功率密度阈值，只有激光束焦点的功率密度值超过这个阈值，才能形成小孔，获得深熔焊接。这对于波长10.6μm的激光束具有重要的意义。因为金属材料对这种波长的激光束是强烈反射的。只是由于形成了小孔效应，材料对激光束的吸收机理由金属表面吸收变为小孔吸收，大大增加了材料对激光束的吸收率。