激光焊机的焊接质量浅谈
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激光焊接缺陷和解决方法
激光焊接缺陷及解决方法
激光焊接技术结合激光技术、物理化学等原理,将材料熔接起来,形成良好的连接,是一种高精密、稳定性强、速度快的焊接方法,被广泛应用于工业领域,但由于技术复杂,也容易出现各种缺陷。
下面就提供几种激光焊接中常见的缺陷及解决方法。
一、焊点熔池缺陷
1. 焊点熔池深度不一
造成这种缺陷的原因有:激光功率不均匀,焊接时间不均匀,焊接条件不均匀,材料的吸收系数不均等等。
解决方法:调整焊枪的焊接条件,使激光功率均匀,焊接时间均匀,焊接条件均匀,选择高吸收率的材料,以及正确的焊接方式及参数。
2. 熔池过大
造成这种缺陷的原因有:激光功率过大,焊接时间过长,焊接条件不合适,材料的吸收系数过大等。
解决方法:调整焊枪的焊接条件,减小激光功率,缩短焊接时间,选择低吸收率的材料,控制焊接参数。
二、焊孔缺陷
1. 焊孔脆性变形
造成这种缺陷的原因有:激光功率过大,焊接深度过深,焊接时间过长,材料的热膨胀系数不匹配等。
解决方法:调节激光功率、焊接深度、焊接时间;选择热膨胀系数相同或相近的材料;添加支撑剂,使焊点和熔池的温度不受外界影响。
2. 焊接区域变形
造成这种缺陷的原因有:激光功率过小,焊接深度过浅,焊接条件不合适,材料的热膨胀系数不匹配等。
解决方法:调节激光功率、焊接深度、焊接时间;选择热膨胀系数相同或相近的材料;添加支撑剂,使焊点和熔池的温度不受外界影响。
激光焊接质量检验标准激光焊接作为一种高效、高精度的焊接方法,在工业生产中得到了广泛应用。
然而,激光焊接质量的稳定性和可靠性对于产品的质量和安全性至关重要。
因此,建立和执行严格的激光焊接质量检验标准是非常必要的。
首先,激光焊接质量检验标准应包括焊接接头的外观质量检验。
焊接接头的外观质量直接影响产品的美观性和表面质量。
在检验过程中,需要对焊接接头的焊缝形状、焊缝表面平整度、焊缝的凹凸度等进行严格的检测,确保焊接接头外观质量符合标准要求。
其次,激光焊接质量检验标准还应包括焊接接头的内部质量检验。
内部质量主要指焊接接头的焊缝质量和焊接接头的组织结构。
焊缝质量包括焊缝的气孔、裂纹、夹杂物等缺陷的检测,而焊接接头的组织结构则需要进行金相显微组织分析,确保焊接接头的组织结构均匀、致密,没有明显的组织缺陷。
另外,激光焊接质量检验标准还应包括焊接接头的力学性能检验。
力学性能是指焊接接头在受力作用下的性能表现,包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标。
通过对焊接接头进行拉伸试验、冲击试验等,可以全面了解焊接接头的力学性能表现,确保焊接接头在工作条件下具有良好的力学性能。
最后,激光焊接质量检验标准还应包括焊接接头的耐腐蚀性能检验。
耐腐蚀性能是指焊接接头在腐蚀介质中的抗腐蚀能力。
在实际工作中,焊接接头可能会受到各种腐蚀介质的侵蚀,因此对焊接接头的耐腐蚀性能进行检验是非常重要的,可以通过盐雾试验、腐蚀试验等手段来评估焊接接头的耐腐蚀性能。
综上所述,激光焊接质量检验标准应该包括焊接接头的外观质量、内部质量、力学性能和耐腐蚀性能的全面检验。
只有建立和执行严格的激光焊接质量检验标准,才能确保激光焊接产品的质量稳定、可靠,为工业生产提供坚实的保障。
激光焊接在模组焊接中的缺陷及因素分析本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March激光焊接在模组pack中的主要缺陷及控制手段随着新能源锂电池行业的发展壮大,锂电池模组pack轻量化,自动化产业发展需求的升级,极大地促进了激光焊接技术的推广和应用。
咱们先介绍一下激光焊接原理,简单来说激光焊接就是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。
至于激光是怎么来的,又是如何被集束的,这里就不研究了。
激光焊接主要有下几个特点:1、非接触焊接,不需要接触焊接体2、热影响区小,焊接缝细小,焊口深度一致3、焊接速度快,便于自动化生产4、无噪音等污染,生产环境清洁5、不需要填充其他辅料或焊材6、可以实现多层薄材穿透焊接再看看锂电池模组焊接需要的焊接条件:1、组装或焊接过程中要避免短路2、焊接过程中温度对电芯本体的影响不宜超过60摄氏度3、焊接区域氧化面积微小,不影响极耳导电性4、可实现自动化大批量生产5、存在多层薄材极耳叠加焊接的结构,可能存在铜铝异种材料焊接6、单层焊接时,焊层深度要可控,不能焊穿。
大家可以看到,激光焊接完全满足锂电池模组焊接的所有特殊需求条件。
当然,激光焊接过程中也存在一些的缺陷,制约着甚至是影响着锂电池性能。
这是今天讨论的主题。
锂电池模组激光焊焊缝主要缺陷形式:1、虚焊:即两层(多层)极耳之间或汇流排与极耳之间焊接强度不足,甚至没有形成熔深。
这种形式的缺陷主要影响电池电性能的稳定发挥,后果比较严重,常常因为一个焊点的虚焊,致使整套电池包不能正常工作,且往往是在客户使用一段时间才暴露出来的隐形缺陷,严重损伤公司产品质量形象。
2、焊穿:即焊缝深度超过需求深度,导致焊接面出现裂缝,或导致电芯漏液(圆柱钢壳电芯此类缺陷比较多),轻微的点状焊穿,在没有漏液的情况下,可以继续使用,严重的就造成产品报废,导致生产成本增加。
激光焊接质量优化方案激光焊接作为一种高效、高精度的焊接方式,已经得到广泛应用。
但是,在实际生产中,由于各种因素的影响,很少有激光焊接可以一次成功的情况出现,而且常常存在焊接缺陷和质量不稳定等问题。
为了提高激光焊接的质量和效率,本文将介绍一些激光焊接质量优化方案。
1. 定位与定心在激光焊接的过程中,板材的位置和定位是关键,一旦偏差,就会导致焊接质量不稳定或者焊接缺陷。
因此,在实际生产中,我们应该注意定位,将板材放置垂直、水平或者倾斜的位置,并且在焊接过程中保证板材的位置不变。
另外,在进行复杂形状的焊接时,可以考虑使用定位装置或者定中心接头,来确保板材的位置和焊接品质。
2. 控制焊接速度和功率激光焊接的速度和功率对焊接质量有着直接的影响,如果速度太快或者功率太低,就会导致焊接缺陷和质量不稳定。
因此,在实际生产中,我们应该根据焊接材料的性质,确定合适的焊接速度和功率,同时还要考虑焊缝宽度、焊缝深度和焊缝强度等指标,以达到良好的焊接质量和稳定性。
3. 预热处理预热处理是指在焊接前对材料进行加热处理,以改善焊接区域的物理和化学性质,减少冷裂和变形等问题。
在激光焊接中,预热处理可以起到一定的作用,可以提高焊接温度、改善板材的塑性和韧性,还可以减少应力和变形的发生。
但是,在进行预热处理时,也要注意加热温度和加热时间等参数的控制,以防止产生其他的新问题。
4. 焊接腔保护在激光焊接过程中,焊接腔保护是非常重要的一环。
因为焊接腔中存在氧气、氮气和水蒸气等物质,如果不加以保护,就会对焊接质量和效率造成不良的影响。
常用的保护气体包括氩气、氦气和二氧化碳等,它们可以有效地减少氧化、气孔和夹杂的发生。
同时,还可以利用抽真空等方法,将焊接腔中的杂质和水分清除干净。
5. 焊接后处理激光焊接完成之后,还需要进行焊接后处理。
这是为了保证焊接的质量和稳定性,同时还可以对焊接缺陷和问题进行修补和改进。
常见的焊接后处理方法包括研磨、抛光和热处理等,通过这些方法可以提高焊缝平整度和密封性,还可以改善焊接伸长率和塑性等性能。
激光焊接的历程中,偶然间会出现焊接欠好的环境,各人知道影响这些焊接工艺的参数都有哪些吗?深圳铭镭激光就来为各人分享下,关于影响激光焊接机质量的焊接工艺参数重要有激光输出功率、焊接速率、激光波形、脉冲宽度、离焦量和掩护气体。
出功率、焊接速率对熔深的影响。
激光波形重要有脉冲激光器常用的脉冲波形和一连焊接时的缝焊波形。
脉冲波形对焊接质量的影响(针对脉冲激光器)◆对付焊接铜、铝、金、银高反射质料时,为了突破高反射率的屏蔽,可以使用带有前置尖峰的激光波形。
但这种波形在高重复率缝焊时不宜接纳,容易孕育发生飞溅,形成不规矩的孔洞。
◆对付铁、镍等玄色金属,外貌反射率低,宜接纳矩形波或缓衰减波形。
一连焊接时的缝焊波形:焊波形便是激光功率随焊接时间变革的曲线。
在质料要求焊接密封时此波形尤为重要。
在焊接开始时激光功率迟钝上升,竣事时迟钝降落,在一连激光器焊接时,末端处出现的凹坑,宜接纳此波形,减小凹坑水平,以到达焊接结果。
脉冲宽度(针对脉冲激光器):光的脉冲宽度针对YAG固体激光器来说是焊接的重要参数之一,它决定质料是否熔化,为了包管激光焊接中质料外貌不出现猛烈气化,一样通常假定在脉冲停止时质料外貌温度到达沸点。
脉宽越长,焊点直径越大,雷同的事情间隔时,熔深越深。
离焦量:光焊接时通常必要肯定的离焦量,由于激光核心处光斑中央的功率密度过高,容易蒸发成孔。
脱离激光核心的各平面上,功率密度漫衍相对匀称。
离焦方法有两种:正离焦和负离焦。
必要较大熔深时宜接纳正离焦。
离焦方法:肯定的激光功率和焊接速率下,当核心处于最佳焊接位置范畴内时,可以得到最大熔深和洽的焊缝形状。
掩护气体:护气体的种类、气体流量及吹气方法也是影响焊接质量的重要焊接工艺参数之一。
常用的掩护气体有氮气N2、氩气Ar、氦气He以及氩气和氦气的混淆气体。
通常环境下,焊接碳钢时宜接纳Ar,不锈钢宜接纳N2,钛合金宜接纳He,铝合金宜接纳Ar和He的混淆气体。
气体流量的巨细需凭据现实焊接环境而定。
(原创实用版3篇)编制人员:_______________审核人员:_______________审批人员:_______________编制单位:_______________编制时间:____年___月___日序言下面是本店铺为大家精心编写的3篇《激光焊接常见问题和解决方法》,供大家借鉴与参考。
下载后,可根据实际需要进行调整和使用,希望能够帮助到大家,谢射!(3篇)《激光焊接常见问题和解决方法》篇1激光焊接是一种常用的焊接技术,它具有速度快、精度高、熔池小等特点,广泛应用于金属、非金属材料的焊接和切割。
以下是激光焊接过程中常见的问题和解决方法:1. 焊接缺陷焊接缺陷是激光焊接过程中最常见的问题之一,其主要表现为焊缝不规则、气孔、裂纹等。
产生焊接缺陷的原因很多,如材料的成分、组织状态、加工工艺等。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、提高焊接温度、增加焊接速度等方式来减少焊接缺陷的产生。
同时,注意材料的选择和加工质量,以及保持焊接环境的稳定,也可以有效避免焊接缺陷的产生。
2. 焊接变形焊接变形是激光焊接过程中常见的问题之一,其主要原因是焊接过程中热影响区域的变形。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、减少焊接热影响区域等方式来减少焊接变形。
同时,采用适当的焊接顺序、焊接方式和焊接工具,也可以有效避免焊接变形的产生。
3. 焊接裂纹焊接裂纹是激光焊接过程中常见的问题之一,其主要原因是焊接过程中热应力的作用。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、增加焊接温度、降低焊接速度等方式来减少焊接裂纹的产生。
同时,注意材料的选择和加工质量,以及保持焊接环境的稳定,也可以有效避免焊接裂纹的产生。
4. 焊接飞溅焊接飞溅是激光焊接过程中常见的问题之一,其主要原因是焊接过程中熔融金属的飞溅。
解决方法:可以通过调整焊接参数、优化焊接工艺、增加焊接温度、降低焊接速度等方式来减少焊接飞溅。
同时,采用适当的焊接工具和焊接方法,也可以有效避免焊接飞溅的产生。
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响激光焊是一种应用激光技术进行焊接的新型焊接方法。
激光焊具有高能量浓度、局部加热快、热效应小等优点,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛应用。
激光焊的主要工艺参数包括激光功率、激光束直径、焊接速度、焊缝型式等,这些工艺参数对于焊接质量具有重要影响。
首先,激光功率是指激光发射的能量大小,在激光焊中,激光功率的大小直接影响焊接温度和热输入。
激光焊中,激光功率过小会导致焊接质量不达标,焊缝内可能存在未熔化或未完全熔化的金属颗粒;激光功率过大则容易造成焊缝过宽和过深,引起焊接后的热影响区扩大和凝固裂纹等问题。
因此,选择适当的激光功率对于焊接质量的保障至关重要。
其次,激光束直径是指激光束在焊接过程中的有效焦点直径。
激光束直径的大小会影响激光焊缝的宽度和形状,从而影响焊接质量。
激光束直径过大会导致焊缝宽度过大,影响焊缝质量;而激光束直径过小则会导致焊缝过窄,增加焊接难度。
因此,激光束直径的选择要依据焊接材料和焊接要求进行合理调整,以保证焊接质量。
第三,焊接速度是指激光照射到工件上时,焊接头沿焊缝方向移动的速度。
焊接速度的快慢对焊接质量有直接影响。
焊接速度过快会导致焊接缺陷,如焊缝内夹杂物和未充分熔化区域增加,降低焊缝的连接强度。
而焊接速度过慢会导致焊缝过宽,焊接热影响区增大,易产生开裂等缺陷。
因此,选择适当的焊接速度对于焊接质量的保证至关重要。
此外,焊缝型式也会对焊接质量产生重要影响。
不同的焊缝型式适用于不同的焊接工艺和材料。
一般有点焊、连续焊、螺旋焊等。
选择正确的焊缝型式可以提高焊接强度和焊接质量。
综上所述,激光焊的主要工艺参数包括激光功率、激光束直径、焊接速度和焊缝型式等,这些参数的选择和调整对焊接质量起到重要作用。
在进行激光焊时,需要根据具体的焊接要求和材料特性,合理选择和调整这些工艺参数,以达到理想的焊接质量和性能。
自动化激光焊接的质量控制在现代制造业中,自动化激光焊接凭借其高精度、高速度、高质量等显著优势,已成为众多领域中不可或缺的关键工艺。
然而,要确保自动化激光焊接的质量稳定可靠,严格的质量控制措施必不可少。
自动化激光焊接的质量受到多种因素的影响。
首先是激光的参数,包括激光功率、脉冲宽度、频率等。
激光功率直接决定了焊接的能量输入,功率过高可能导致焊缝过度熔化、热影响区过大,功率过低则可能导致焊接不牢固。
脉冲宽度和频率则会影响焊接的热输入分布和焊缝的微观结构。
焊接材料的特性也是重要因素之一。
不同的材料具有不同的热导率、熔点和热膨胀系数。
例如,对于热导率高的材料,需要更高的激光功率和更短的脉冲宽度来实现有效焊接。
焊接接头的设计同样不容忽视。
合理的接头形式和尺寸能够减少焊接缺陷的产生,提高焊接强度。
此外,焊接过程中的保护气体种类和流量也会对焊接质量产生影响。
为了有效地控制自动化激光焊接的质量,需要采用一系列先进的检测技术。
视觉检测系统是常用的方法之一。
通过高分辨率的相机和图像处理算法,可以实时监测焊缝的形状、尺寸和表面质量。
对于焊缝内部的缺陷,如气孔、裂纹等,可以采用无损检测技术,如超声波检测和 X 射线检测。
在焊接过程中,实时监测和反馈控制至关重要。
通过传感器采集激光功率、焊接速度、温度等参数,并与预设的工艺参数进行对比。
一旦发现偏差,及时调整焊接参数,以确保焊接质量的稳定性。
工艺参数的优化是质量控制的核心环节之一。
这通常需要通过大量的实验和数据分析来实现。
可以采用正交试验设计等方法,研究不同工艺参数组合对焊接质量的影响,从而确定最优的工艺参数范围。
此外,设备的维护和校准也是保证焊接质量的重要措施。
定期对激光发生器、光学系统、运动控制系统等进行维护和校准,确保设备的性能稳定可靠。
操作人员的技能和素质也对焊接质量有着重要影响。
他们需要熟悉焊接设备的操作、工艺参数的调整以及质量检测方法。
定期的培训和技能考核能够提高操作人员的水平,减少人为因素对焊接质量的影响。
激光焊接机的焊接缺陷
激光焊接与其它的焊接技术相比,它应用的范围更加广泛,用运用的行业也更多。
它在焊接方面还具备其它技术都没有优势,焊接速度快与焊缝更为美观等。
激光焊接的优势有那么多,难道它就没有缺陷吗?
激光焊接机的焊接缺陷
1.焊接缺陷——裂纹
激光焊接过程中,由于激光的热输入量较小,焊接变形量小和焊接产生的应力也较小,因此一般情况下不会产生高温裂纹。
但是,由于材质的不同和工艺参数选择的不当,有时也会产生高温裂纹。
2.焊接缺陷——驱除与焊接性的改变
当进行中能量至高能量的激光束焊接时,需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现。
而且在高反射性及高导热性材料如铝、铜及其合金等,在进行焊接时,焊接性会受激光所改变。
3.焊接缺陷——焊接飞溅
当激光焊接完成后,有些工件或材料表面上会出现很多金属颗粒,这些金属颗粒附着在工件或材料表面,不仅影响美观度,还影响使用。
出现这种现象的原因在于工件或材料表面存在污渍,或者镀锌层。
4.焊接缺陷——焊瘤
当焊缝轨迹发生大的变化时,容易在转角处出现焊瘤或者不平整现象。
出现这种现象的原因是焊缝的轨迹变化大,示教不均匀。
这时就需要调整焊接参数,来连贯过度转角处的方法进行处理。
这就是激光焊接比较常见的焊接缺陷。
除此之外,激光焊接的能量转换效率太低,通常低于10%,且它的焊接设备都较为昂贵。
这些都是它的缺陷,但就像是人无完人一样,设备技术肯定也没有十全十美的,只能通过研发创新,不断地进行完善。
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。
2.激光焊接质量与光束模式特性的关系,光束的模式特性包括激光束的光束质量、光束模式以及光束的横截面能量分布。
光束模式决定了聚焦焦点的能量分布,对激光加工具有重要的影响激光束为基模时,可以获得最大的焊缝深度与深宽比,光束模式的阶次越高,激光束的能量分布越发散,焊接质量变差。
具有不同光束聚焦特征参数值K f的激光束对激光焊接质量的影响,光束的K f值越大,质量就越差,焊缝的深宽比就越小。
材料形成小孔的功率密度不只与平均功率密度有关,而主要取决于最大功率密度,这与横截面能量分布是密切相关的。
对于功率一定,半径相同的聚焦焦点,横截面能量分布不同,虽然平均功率密度相同,但最大功率密度却并不相同。
以上所述主要集中于某一点上光束质量对激光焊接的影响,没有讨论当在不同的加工位置时,横截面能量分布变化对激光焊接的影响。
3.焊接质量与气体混合比的关系,单位体积激光等离子体的辐射功率与分子的密度成正比,因此分子的含量越多,激光的输出功率就越高。
氦气的含量对激光器的运行影响非常重要,在混合气体中加入大量的H e可以大幅度的增加输出功率。
4.激光焊接质量与焊接工艺参数的关系,聚焦镜焦距f保持不变时,激光焊接工艺参数激光功率P、离焦量△F、焊接速度v和对接缝宽△D等任一参数的变化,都会改变的焊缝成形。
参数之间相互影响,关系复杂。
在激光功率P、离焦量△F保持不变时,焊接熔深随着焊接速度的增加而减小,焊缝宽度都随着速度的增加而下降。
在焊接速度v、离焦量△F保持不变时,激光焊缝深度和宽度随着激光功率的增加,焊接深度呈线性上升,而焊缝宽度几乎没有变化。
在激光功率P、焊接速度v保持不变时,对于焊缝成形而言,存在最佳的离焦量,使得焊缝深度最大、宽度最小、深宽比达到最大,随着焦点位置远离最佳位置,焊缝成形恶化,焊缝深度减小、宽度增加、深宽比减小。
在激光功率P、焊接速度v保持不变时,当对接缝宽△D比较小时,小于0.1m m,对焊接并不造成影响,反而还可以增加焊接深度,这是由于当存在很小的缝时,激光通过波导作用可以在缝中传输,更好地把能量传到焊接的更深的位置,相对于只是靠形成小孔来导入激光能量更有助于增加激光的吸收率,增加焊接的深度。
焊接过程中伴随着物质变化,发生化学反应,现在还没有明确的函数可以计算或推理焊接结果,生产过程中目前只能参考以上曲线,根据经验值和简单的杯突实验来判断焊缝的好坏,导致很多模棱两可的焊缝曲线无法进行准确判断,如果可以根据丰富的操作经验值和精确的设备控制度,以设定参数和焊机的质量评估曲线为评价因素,以焊接质量为目的,研究出一套较接近实际生产的公式,那么对于激光焊机的可操作性将会大大增加,同时保证了生产线的稳定运行。
参考文献:
[1]郭军.激光深穿透焊的理论模型.2016
[2]宋春霞.激光焊机维护手册.2016。