脉冲激光焊接
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连续激光焊和脉冲激光焊有什么区别佛山市富兰激光科技激光焊接机按激光器输出能量方式的不同可分为2种:脉冲激光焊接和连续激光焊接。
下面,佛山市富兰激光就为大家讲解一下这两种之间的区别:脉冲激光焊接:主要用于薄片金属材料的点焊和缝焊,它的焊接过程属于热传导型,就是激光辐射加热工件表面,通过热传导向材料内部扩散,控制激光脉冲的波形、宽度、峰值功率和重复频率等参数,使工件之间形成良好的连接。
脉冲激光焊接最大的优点就是工件整体温升很小,热影响范围小,工件变形小。
连续激光焊接:主要是以光纤激光器或者半导体激光器对工件表面连续加热进行焊接。
一、定义:1、脉冲:如果在激光器中加入调制器,产生一个周期性的损耗,就可以从这么多脉冲中选出一部分输出,就叫脉冲激光器。
简单的说就是脉冲激光器发出的激光是一束一束的。
就是隔一段相同的时间发出的波(电波/光波等等)等机械形式。
脉冲,科技名词,主要指一个物理量在短持续时间内突变后迅速回到其初始状态的过程。
2、连续:激光器一般光在腔内往返一次就输出一次,因为腔长一般在毫米到米的范围,所以每秒能输出很多次,这就叫连续激光器。
简单的说就是连续激光器发出是连续的。
激光泵浦源持续提供能量,长时间地产生激光输出,从而得到连续激光。
二、工作方式:1、脉冲工作方式是指激光的输出是不连续的,每间隔一定时间才工作一次的方式。
2、连续工作方式是指激光输出是连续的,激光器开启后输出是不中断的。
三、输出功率:1、脉冲激光器具有较大输出功率,适合于激光打标、切割、测距等。
2、连续激光的输出功率一般都比较低,适合于要求激光连续工作(如激光通信、激光手术等)的场合。
四、峰值功:1、连续激光一般只能做到百W量级。
2、脉冲激光能做到TW的量级。
脉宽越短,热作用效应越少,精细加工中都是用脉冲激光较多。
富兰激光给大家举一个简单的例子:手电筒(相信大家都很熟悉),一直打开就是连续工作;开了又立刻关掉,发出的就是一个“光脉冲”。
激光焊接技术原理及工艺分析激光焊接技术是一种利用激光高能密度、高能量流密度和高聚焦能力进行焊接的先进技术。
相比传统的电弧焊接和气体保护焊接,激光焊接具有更高的焊接速度、更小的热影响区和更高的焊接质量。
其原理是利用激光器将功率较高的激光束聚焦到焊缝上,使焊缝处的材料迅速加热并熔化,然后冷却凝固形成焊接接头。
激光焊接技术包括传统连续激光焊接和脉冲激光焊接两种。
传统连续激光焊接是将连续激光束聚焦到焊缝上,通过连续的加热和冷却过程实现焊接。
脉冲激光焊接则是利用脉冲激光束进行焊接,激光脉冲的能量和时间可以根据焊接工件的要求进行调整。
传统连续激光焊接的工艺参数主要包括焦距、聚焦点直径、激光功率和焊接速度等。
焦距决定了激光束在焊缝处的聚焦程度,聚焦点直径决定了激光束的功率密度,激光功率决定了焊接速度,焊接速度决定了焊接质量。
脉冲激光焊接的工艺参数主要包括脉冲能量、脉冲宽度和脉冲频率等,这些参数可以根据焊接工件的要求进行优化。
激光焊接的工艺分析主要包括焊接过程的数值模拟和实验验证。
通过数值模拟可以预测焊接过程中的温度分布、固相扩散、相变和应力变形等物理过程,通过实验验证可以验证数值模拟结果的准确性。
工艺分析的目的是找出最优的焊接工艺参数,以获得最佳的焊接质量和生产效率。
激光焊接技术在汽车制造、航空航天、电子电器和光电子等领域得到了广泛应用。
激光焊接可以实现对薄板、薄壁件和复杂结构的焊接,焊缝质量好,焊接速度快,适用于大批量生产。
激光焊接还可以实现金属与非金属的焊接,如金属与陶瓷、金属与塑料的焊接,这在传统焊接技术中是难以实现的。
激光焊接技术是一种高效、高质量的焊接技术。
通过优化工艺参数和进行工艺分析,可以进一步提高激光焊接的质量和生产效率,推动激光焊接技术的发展和应用。
激光脉冲焊接的工艺参数一、激光功率激光功率是指激光器输出的光功率,通常用瓦特(W)表示。
激光功率的选择直接影响焊接速度和焊接深度。
较高的激光功率可以提高焊接速度和焊接深度,但同时也会增加能量输入,增加焊缝热影响区的尺寸,从而影响焊缝的形貌和成形质量。
二、脉冲频率脉冲频率指的是激光每秒发射的脉冲数量,以赫兹(Hz)表示。
脉冲频率的选择对焊接形貌和成形质量影响较大。
高脉冲频率可以提高焊接速度和焊接深度,同时减少热输入和焊缝热影响区的尺寸,从而减少热影响和热变形。
三、脉冲宽度脉冲宽度是指激光的脉冲持续时间,通常用毫秒(ms)或微秒(μs)表示。
脉冲宽度的选择对焊接形貌和成形质量也会产生显著影响。
较短的脉冲宽度可以提高焊缝质量,使焊缝表面光滑,减少焊缝熔渣和气孔等缺陷。
四、光斑直径光斑直径是指激光束在焊接件表面的直径,通常用毫米(mm)表示。
光斑直径的选择影响焊接深度和焊缝宽度。
较小的光斑直径可以提高焊接深度和焊缝质量,但同时也会降低焊接速度。
五、焦点位置焦点位置是指激光焦点与焊接件表面的距离,通常用毫米(mm)表示。
焦点位置的选择影响焊接深度和焊缝宽度。
较近的焦点位置可以提高焊接深度和焊缝质量,但需要注意焊接位置和长焦距情况下的激光能量密度损失。
六、激光扫描速度激光扫描速度是指激光束在焊接件表面的移动速度,通常用毫米/秒(mm/s)表示。
激光扫描速度的选择影响焊接速度和焊接质量。
较快的激光扫描速度可以提高焊接速度,但同时也会增加焊缝宽度并可能影响焊接质量。
七、气体保护气体保护是指在焊接过程中通过喷嘴向焊缝区域提供气体保护,常用的保护气体为惰性气体,如氩气。
气体保护的选择影响激光辐照区域的氧气与金属的反应,防止焊缝内部含气并促进焊接质量的提高。
综上所述,激光脉冲焊接的工艺参数包括激光功率、脉冲频率、脉冲宽度、光斑直径、焦点位置、激光扫描速度和气体保护等。
合理选择这些参数,可以实现高效、高质量的激光脉冲焊接。
脉冲激光焊气孔问题【知识文章】从简到繁,深度解析脉冲激光焊气孔问题一、引言在现代制造业中,焊接工艺是不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步,脉冲激光焊接作为一种高精度、高可靠性的焊接技术,被广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
然而,脉冲激光焊接中的气孔问题一直困扰着焊接工作者。
本文将围绕脉冲激光焊气孔问题展开深入探讨,帮助读者全面理解该问题的成因、影响和解决方法。
二、脉冲激光焊气孔问题的成因1. 温度和压力的变化脉冲激光焊接过程中,激光束产生的高温将工件和熔融池加热。
由于熔融池中的金属液体有一定的溶氧量,当温度快速升高时,熔融池中的溶氧就会释放出来,形成气泡。
由于激光束对工件施加的压力变化,气泡在焊接过程中容易聚集并形成气孔。
2. 材料的组成和性能气孔问题还与焊接材料的组成和性能密切相关。
某些材料中的氧化物会影响熔融池的表面张力,使聚集气泡的扩散速度变慢,从而导致气孔形成。
如果焊接材料中含有一定数量的杂质或含气量较高,也会增加气孔产生的可能性。
三、脉冲激光焊气孔问题对焊接质量的影响1. 强度和密封性气孔的存在会导致焊缝的强度和密封性下降,从而降低焊接件的质量和可靠性。
气孔在焊接过程中形成物理缺陷,使焊接区域的结构变得脆弱,容易发生断裂。
气孔还会破坏焊缝的密封性能,导致焊接件在使用过程中发生泄漏。
2. 美观度和表面质量脉冲激光焊气孔问题还会对焊接件的美观度和表面质量造成负面影响。
气孔会使焊缝表面出现不规则的凹凸不平,降低焊接件的外观质量。
这对于注重外观的产品来说是无法接受的,会影响整体的市场竞争力。
四、解决脉冲激光焊气孔问题的方法1. 控制焊接参数通过合理控制焊接参数,可以降低气孔的发生率。
适当调整激光功率、脉冲频率和脉冲宽度,以使熔融池中的温度和压力变化尽量平缓。
选用合适的辅助气体和保护气氛,以减少氧气进入熔融池的可能性。
控制焊接速度和焊接位置,避免焊接过程中气泡的聚集。
2. 提前处理焊接材料在焊接前对材料进行预处理,可以有效降低气孔的形成。
激光脉冲焊接的工艺参数
激光脉冲焊接是一种高端的金属加工技术,它可以实现高效、高品质的焊接作业。
以下是激光脉冲焊接的工艺参数的参考内容:
1. 脉冲功率
脉冲功率是激光脉冲焊接的最重要的工艺参数之一。
它的大小直接决定了焊接的深度和速度。
通常情况下,脉冲功率越大,焊接深度越深,速度越快。
但是,过高的脉冲功率也会导致材料过度熔化,从而影响焊接质量。
2. 脉冲时间
脉冲时间是指激光工作时每个脉冲的时间长度。
脉冲时间的长短影响着焊接的深度和宽度。
一般情况下,脉冲时间越长,焊接效果越好,但如果过长,则容易导致过度熔化,影响焊接质量。
3. 频率
频率是指激光脉冲焊接每秒钟输出的脉冲次数。
它决定了焊接的速度和效率,一般情况下,频率越高,焊接速度越快,效率越高。
4. 送丝速度
送丝速度是指焊丝在焊接过程中的进给速度。
它的大小直接影响着焊接质量和效率,通常情况下,送丝速度越快,焊接速度越快,但需要注意的是,送丝速度过快也会导致焊丝抖动和材料过度熔化。
5. 感应气体
感应气体是指在焊接过程中使用的保护气体。
它可以有效地防止氧化和污染,从而提高焊接质量。
常用的保护气体有氩气和氮气,选择哪种保护气体取决于具体的焊接材料和工艺。
以上是激光脉冲焊接的工艺参数的参考内容,这些参数的选择取决于焊接材料、焊接要求和设备参数等因素。
在实际应用中,需要根据具体情况进行调整和优化。
脉冲激光焊气孔问题脉冲激光焊是一种高能激光焊接技术,常用于焊接高反射率和高导热性材料,具有焊缝热影响区小、焊缝质量高等优势。
然而,在脉冲激光焊过程中,可能会出现气孔问题。
气孔是指焊缝或母材中由气体引起的孔洞。
气孔的存在会降低焊缝的强度和密封性能,影响焊接质量。
气孔产生的原因一般有以下几点:1. 气体污染:焊接区域的气体中含有氧气、水蒸气等杂质,当激光照射到焊接区域时,气体被加热膨胀,形成气泡,进而产生气孔。
2. 材料表面污染:焊接前,材料表面可能存在油脂、氧化物等污染物,当激光照射到焊接区域时,这些污染物会蒸发产生气体导致气孔产生。
3. 不均匀的热传导:焊接时,激光的热作用会导致焊接区域温度快速升高,如果材料的热传导性能不均匀,容易形成焊缝热影响区内的温度梯度,进而产生气孔。
4. 不合适的焊接参数:包括激光功率、激光脉冲宽度、焊接速度等参数选择不当,可能导致焊接过程中能量输入不均匀,引起气孔问题。
为了解决脉冲激光焊的气孔问题,可以采取以下措施:1. 增加气体保护:在焊接过程中,通过提供足够的惰性气体如氩气、氦气等进行保护,减少氧气的存在,防止气孔的形成。
2. 增加材料清洁度:在焊接前,清洗焊接材料表面,去除油脂、氧化物等污染物,减少焊接过程中的气体生成。
3. 控制焊接参数:合理选择激光功率、脉冲宽度和焊接速度等参数,保证能量输入均匀,避免产生过高温度梯度。
4. 优化焊接工艺:通过调整焊接过程的参数和方法,如预热、加热后保温等措施,改善热传导性能,减少气孔的产生。
总之,针对脉冲激光焊的气孔问题,可以从增加气体保护、提高材料清洁度、控制焊接参数和优化焊接工艺等方面进行改进,以提高焊接质量和减少气孔的产生。
激光焊接技术的工艺与方法激光焊接技术是一种非常重要且广泛应用于工业生产领域的焊接方法。
它利用高能量密度的激光束来加热工件表面,使其达到熔化点,然后通过材料的自身熔化来进行焊接。
激光焊接技术具有高精度、高效率和不受材料性质限制等优点,因此在汽车制造、电子设备、航空航天等领域得到广泛应用。
本文将重点探讨激光焊接技术的一些常见工艺与方法,以及其在实际应用中的一些注意事项。
一、工艺常见方法1.传统激光焊接传统激光焊接是指使用高功率连续波激光进行焊接的方法。
其工作原理是将激光束聚焦到非常小的焦点上,通过光能的聚焦来使工件表面局部熔化,形成焊缝。
该方法适用于焊接厚度较大的工件,具有焊缝宽度窄、焊缝深度大的优点。
然而,由于激光能量密度较高,容易引起工件变形和热裂纹等问题,需要进行严格的控制和预热处理。
2.脉冲激光焊接脉冲激光焊接是指使用高能量脉冲激光进行焊接的方法。
相比传统激光焊接,脉冲激光焊接的能量密度更高,激光束作用时间更短,因此在焊接过程中对工件的热影响较小。
这种方法适用于对焊接过程热输入要求较低的材料,如薄板、精密仪器等。
脉冲激光焊接还可以实现连续拼接焊接和高速激光焊接等特殊要求。
3.深熔激光焊接深熔激光焊接是一种通过在焊接过程中使工件局部熔化并加热至汽化温度,利用金属蒸汽对激光束进行抑制,从而实现深熔焊接的方法。
该方法适用于要求焊缝深度较大的工件,如不锈钢、铝合金等。
在深熔激光焊接过程中,需要控制好激光束的功率和速度,以确保焊缝的质量和形状。
二、实际应用注意事项1.材料选择在激光焊接过程中,不同材料对激光的吸收率和热传导率不同,因此在选择焊接材料时需要考虑其适应激光焊接的特性。
同时还需要考虑材料的熔点、热膨胀系数等参数,以确保焊接质量。
2.焊接参数控制激光焊接的参数包括激光功率、激光束直径、焦距、焊接速度等多个方面。
这些参数的选择和控制直接影响焊缝的质量和性能。
因此,在实际应用中需要通过试验和实践确定最佳的焊接参数。
脉冲激光焊接机安全操作及保养规程脉冲激光焊接机是工业生产中常用的一种高精度焊接设备。
随着科技的发展和应用不断扩大,对脉冲激光焊接机的安全操作和保养也越来越重要。
为了确保员工的人身安全和设备的正常运行,制定安全操作规程和保养规程是必不可少的。
本文将以脉冲激光焊接机为例,针对其使用和保养的重点进行详细介绍。
一、安全操作规程1.1 操作环境及人员要求在使用脉冲激光焊接机时,需要保证其操作环境符合以下要求:•无振动:在操作脉冲激光焊接机时,需要保证其周围环境无振动,以避免对机器的干扰或造成设备损坏。
•无光污染:激光焊接机的光线对人体眼部有损伤,因此在操作时必须保证其周围环境没有光污染。
•温度适宜:激光焊接机需要在工作室等环境温度为20°C 左右的情况下操作。
同时,操作人员也需要符合以下条件:•操作人员应经过特殊培训,了解激光焊接机的工作机理、安全操作及常规维护方法。
•在进行操作前,必须戴上防护眼镜,以保护双眼不受激光光线的影响。
•操作人员应佩戴防护服,并避免暴露皮肤。
1.2 操作步骤在进行脉冲激光焊接机的操作前,需要先进行以下步骤:•打开整机的主电源,并在控制面板上对设备进行初始化。
•在控制面板上选择所需的焊接程序,设置好参数。
•把工件放在焊接台上,根据需要进行定位和定量。
进行以上步骤后,可以根据实际需要进行焊接。
在操作过程中需要注意以下事项:•焊接时应尽量避免手部和身体对激光束的直接照射。
•在激光发出前,需要确认周围没有人员或物品。
•在激光发出后,需要等待其完全停止后方可进行机器的任何操作或移动,以避免设备损坏或人身伤害。
•针对焊接面和机器内部的灰尘等进行及时清理,避免对焊接结果造成影响。
1.3 故障排除在操作脉冲激光焊接机时,难免会遇到一些故障。
在出现故障时,应及时进行排查和处理。
以下是一些常见故障及其处理方法:•机器不能开启:首先需要检查电源,确保电源连接稳定;其次需要检查控制面板及其连接线路,确保正常连接。
yag脉冲自动激光焊接机使用说明书一、设备简介YAG脉冲自动激光焊接机是一种高效、高质量的焊接设备,它采用脉冲激光技术,具有高精度和高速度的焊接能力。
适用于各种金属材料的精密焊接,广泛应用于电子、通讯、汽车、医疗器械等领域。
二、设备组成YAG脉冲自动激光焊接机主要由以下几部分组成:1、激光器:产生脉冲激光,是焊接机的核心部件。
2、焊接头:将激光传输到焊接区域,通常配备聚焦和光路调整系统。
3、控制系统:控制激光器的脉冲频率、功率、延时等参数,以及工作台的运动轨迹。
4、冷却系统:为激光器和焊接头提供冷却水,确保其正常工作。
5、辅助部件:包括工作台、防护罩、观察窗等。
三、设备安装1、选择合适的工作环境,确保设备放置在平整、稳固的工作台上。
2、连接电源和水管,确保电源稳定,水源充足。
3、按照设备说明和要求进行安装,确保各部件连接牢固。
4、调整工作台位置和高度,以便于放置待焊接工件。
四、操作步骤1、开机:按下电源开关,设备自检后进入正常工作状态。
2、放置工件:将待焊接工件放置在合适的工作台上,确保工件稳定不动。
3、参数设置:根据需要,通过控制系统设置激光脉冲频率、功率、延时等参数。
4、开始焊接:按下焊接按钮,激光器开始输出激光,通过焊接头传输到焊接区域进行焊接。
观察焊接过程,如有异常及时处理。
5、结束焊接:当完成焊接后,设备会自动停止工作。
取出工件并清理工作区域。
6、关机:按下关机按钮,关闭设备电源。
五、参数设置1、激光脉冲频率:根据焊缝长度和材料特性选择合适的频率。
一般而言,频率越高,焊接速度越快,但过高的频率可能导致热影响区扩大。
2、激光脉冲功率:根据焊缝宽度和深度要求选择合适的功率。
功率越高,焊接能力越强,但过高的功率可能导致工件变形或焊缝质量下降。
3、激光脉冲延时:调整激光脉冲的延时时间,以便在合适的时刻触发焊接过程。
根据焊缝形状和位置调整延时参数,可以实现更精确的焊接控制。
4、工作台运动轨迹:根据焊缝形状和工件尺寸设置工作台的移动轨迹。
激光焊接概述激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,大族激光激光焊接机主要分为脉冲激光焊接和连续激光焊接两种。
脉冲激光主要用于1 m m厚度以内薄壁金属材料的点焊和缝焊,其焊接过程属于热传导型,即激光辐射加热工件表面,再通过热传导向材料内部扩散,通过控制激光脉冲的波形,宽度,峰值功率和重复频率等参数,使工件之间形成良好的连接。
在3 C产品外壳、锂电池、电子元器件、模具补焊等行业有着大量的应用。
脉冲激光焊接最大的优点是工件整体温升很小,热影响范围小,工件变形小。
连续激光焊接大部分都是高功率激光器,功率在5 0 0瓦以上,一般1 m m以上的板材都应该使用这种激光器。
其焊接机理是基于小孔效应的深熔焊,深宽比大,可达到5︰1以上,焊接速度快,热变形小。
在机械、汽车、船舶等行业有着广泛的应用。
还有一部分小功率连续激光器,功率在几十到几百瓦之间,它们在塑料焊接及激光钎焊这些行业使用得比较多。
激光器工作原理:YAG激光器的工作原理:激光电源首先把脉冲氙灯点着,通过激光电源对氙灯脉冲放电,形成一定频率,一定脉宽的光波,该光波经过聚光腔辐射到Nd 3+:YAG激光晶体上,激发Nd 3+:YAG激光晶体发光,再经过激光谐振腔谐振之后,发出波长为1064nm脉冲激光,该脉冲激光经过扩束、反射、(或经光纤传输)聚焦后打在所要焊接的物体上;在PLC或工业PC机的控制下,移动数控工作台,从而完成焊接。
焊接时所需要的脉冲激光的频率、脉宽、波形、工作台速度、移动方向均可用单片机、PLC或工业PC机来控制,通过对激光的频率、脉宽的不同设定可调节控制脉冲激光的能量。
光纤激光器的工作原理:当泵浦光通过光纤中的稀土离子时,就会被稀土离子所吸收。
这时吸收光子能量的稀土原子电子就会激励到较高激射能级,从而实现离子数反转,反转后的离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态,并且释放出能量,完成受激辐射。
光纤激光器产生的激光通过光纤输出,并与配套的工作台配合,完成相应的焊接。
脉冲激光焊接光斑尺寸
(原创版)
目录
一、脉冲激光焊接概述
二、脉冲激光焊接的光斑尺寸
三、光斑尺寸对焊接效果的影响
四、如何实现精确控制光斑尺寸
五、脉冲激光焊接的应用领域
正文
一、脉冲激光焊接概述
脉冲激光焊接是一种新型的焊接方式,借助激光束的高能量密度,使工件表面快速升温,进而熔化并连接工件。
脉冲激光焊接主要应用于薄壁材料和精密零件的焊接,具有焊接速度快、熔接区域小、焊缝质量高等优点。
二、脉冲激光焊接的光斑尺寸
脉冲激光焊接的光斑尺寸是指激光束在工件表面照射时,形成的光斑直径。
光斑尺寸对于焊接效果具有重要影响,因为它直接影响到焊接区域的热量分布和焊接质量。
三、光斑尺寸对焊接效果的影响
光斑尺寸过大,会导致焊接区域热量分布不均,可能出现焊缝宽度过大、焊缝高度不足等问题,影响焊接质量。
光斑尺寸过小,虽然可以使焊缝宽度和焊缝高度得到较好的控制,但由于热量集中,可能会导致焊接过程中工件熔池不稳定,影响焊缝的质量和成型。
四、如何实现精确控制光斑尺寸
要实现精确控制光斑尺寸,需要从激光源、激光传输系统和焊接设备三个方面入手。
首先,选择适合的激光源,保证激光束的稳定性和能量密度。
其次,设计合理的激光传输系统,减小激光束在传输过程中的损耗和扩散。
最后,通过调整焊接设备的参数,如激光功率、脉冲宽度、重复频率等,实现对光斑尺寸的精确控制。
五、脉冲激光焊接的应用领域
脉冲激光焊接广泛应用于各类薄壁材料和精密零件的焊接,如不锈钢、铁镍合金、铂、铑、钽、铌、钨、钥、铜及铜合金、金、银、硅铝丝等。
激光脉冲焊接的工艺参数
激光脉冲焊接的工艺参数包括以下方面:
1.激光功率:激光功率是影响焊缝质量和焊接速度的重要参数。
激光功率越大,焊接速度越快,但过高的能量会导致焊接后出现裂纹和变形。
2.脉冲宽度:脉冲宽度是指激光发出的一个脉冲持续的时间。
脉冲宽度的选择需要根据所焊接材料的薄厚、材料的特性以及焊接速度等因素综合考虑。
3.重复频率:激光脉冲的重复频率会影响焊接速度和焊缝的质量。
一般来说,重复频率越高,焊接速度越快,但在某些情况下选择过高的频率可能会对焊缝质量产生不利的影响。
4.焦距:焊接时激光聚焦点的位置也是一个重要的参数。
焦点越靠近材料表面,焊接越容易;焦点深入材料内部可提高焊接质量及强度。
5.气体保护:激光焊接过程中需要使用惰性气体进行保护。
常用的惰性气体有氦气、氩气等。
气体的选择需要根据所焊接的材料、焊接环境等因素综合考虑。
气体流量和压力也是需要调整的参数。
6.传动速度:传动速度指激光焊接头沿着材料运动的速度。
传动速度的选择需要根据材料的薄厚、焊缝的要求以及所使用的激光功率等因素综合考虑。
以上是激光脉冲焊接的主要工艺参数,需要根据具体情况进行调整和选择,以达到理想的焊接质量和效果。
激光焊接方式
激光焊接是一种热焊接方式,利用激光束产生的高能量密度进行焊接。
根据激光的产生和使用方式,激光焊接可以分为几种不同的方式。
1. 传统激光焊接:传统激光焊接使用的是传统的CO2激光器
或Nd:YAG激光器。
激光束通过光学系统进行聚焦,将高能
量密度聚焦到焊接接头上,使接头处的材料瞬间融化并形成焊缝。
2. 深紫外激光焊接:利用深紫外激光器(波长在200-350纳米)产生的激光束进行焊接。
深紫外激光焊接的特点是焊接速度快、热影响区小,适用于对材料热敏感的应用。
3. 光纤激光焊接:光纤激光器产生的激光束通过光纤传输到焊接头部,进行聚焦后进行焊接。
光纤激光焊接具有较高的光束质量和能量稳定性,并且可以远距离传输激光束,适用于需要较长焊接距离的应用。
4. 激光钎焊:激光钎焊利用激光束将钎焊材料加热到钎料熔点以上,但基材未融化的状态下进行钎焊。
激光钎焊具有高效、高质量的优点,适用于对基材要求高的应用。
5. 激光脉冲焊接:激光脉冲焊接通过调节激光束的脉冲参数(如脉冲宽度、重复频率等),控制焊接时的热输入,实现对焊接区域瞬间加热和快速冷却,适用于焊接薄板和高反射率材料。
总之,激光焊接方式多样,可以根据不同应用需求选择合适的激光器和焊接参数进行焊接。
脉冲激光焊时输入到工件上的能量脉冲激光焊是一种精密焊接方式,因其质量高、可控性强而受到广泛应用。
脉冲激光焊时输入到工件上的能量是指由脉冲激光器产生的激光束在焊接部位的表面沉积的能量,这一能量的大小直接影响着焊接部位的热效应。
通常情况下,激光焊接时输入到工件上的能量越大,焊接厚度也就越大,焊接部位本身所受到的热效应也会越强,从而影响焊接质量。
脉冲激光焊接时输入到工件上的能量主要来源于激光器产生的激光束,它由激光器产生的闪光子(即脉冲激光)来提供。
这种脉冲激光的特点是其激光脉冲宽度很短,单个脉冲的能量也很高,这样可以使激光束的能量沉积在工件上的时间很短,从而减少焊接过程中产生的热量。
另外,由于脉冲激光技术的发展,激光器的功率也在不断提高,使脉冲激光焊接技术也越来越成熟。
脉冲激光焊接时输入到工件上的能量主要取决于激光器产生的激光束的能量,即激光束的强度。
激光束的强度取决于激光器的输出功率以及激光的波长,激光器的输出功率是指激光器在单位时间内产生的激光能量,它可以通过改变激光器的输出电流来控制,而激光的波长则决定了激光的效率。
因此,要想调节脉冲激光焊接时输入到工件上的能量,就必须恰当调节激光器的输出功率和激光的波长。
此外,脉冲激光焊接时输入到工件上的能量还受到激光束的聚焦以及工件的反射等因素的影响。
激光束在束腰处的直径越小,其聚焦的能量越大,而工件的反射率越高,焊接部位所受到的能量也会相应增大。
因此,脉冲激光焊接时输入到工件上的能量可以通过改变激光束的聚焦和降低工件的反射率来改变。
总之,脉冲激光焊接时输入到工件上的能量主要取决于激光器的输出功率、激光的波长、激光束的聚焦以及工件反射率等因素,只有通过合理的调节技术参数,才能使脉冲激光焊接时输入到工件上的能量达到最佳状态,从而获得更好的焊接效果。
激光焊接能量模式激光焊接是一种常见的金属焊接技术,它利用激光束将金属加热至熔化或半熔化状态,然后通过固化形成焊缝。
而激光焊接的能量模式则是指在激光焊接过程中,能量的分布和调控方式。
激光焊接中的能量模式主要有连续模式和脉冲模式两种。
连续模式是指激光束以连续的方式输出能量,这种模式下激光束的功率和能量密度一直保持不变。
连续模式适用于对焊接速度要求较高的情况,因为它可以提供稳定的焊接能量,确保焊接速度不受影响。
同时,连续模式也适用于对焊接深度要求较大的情况,因为连续的能量输入可以使焊缝更深更牢固。
脉冲模式是指激光束以脉冲的方式输出能量,这种模式下激光束的功率和能量密度会有周期性的变化。
脉冲模式适用于对焊接质量要求较高的情况,因为它可以提供更精确的能量控制,从而实现更精细的焊接。
同时,脉冲模式也适用于对焊接热影响区要求较小的情况,因为脉冲的能量输入可以减少热量的扩散,从而降低热影响区的大小。
在实际应用中,激光焊接的能量模式选择需要根据具体的焊接要求来确定。
一般来说,当焊接速度和焊接深度都是重要考虑因素时,连续模式是一个较好的选择。
而当焊接质量和热影响区控制是重要考虑因素时,脉冲模式则更为适合。
除了连续模式和脉冲模式外,激光焊接还可以根据能量的调控方式进行分类。
常见的能量调控方式有恒功率调控和恒能量密度调控两种。
恒功率调控是指在焊接过程中,激光束的功率保持不变,而焊接速度根据需要进行调整。
这种调控方式适用于对焊接速度要求较高的情况,因为它可以确保焊接速度的稳定性。
同时,恒功率调控也适用于对焊接深度要求较大的情况,因为恒定的功率可以提供足够的能量来实现深度焊接。
恒能量密度调控是指在焊接过程中,激光束的功率随焊接速度的变化而自动调整,以保持焊接区域的能量密度不变。
这种调控方式适用于对焊接质量要求较高的情况,因为它可以确保焊接区域的能量分布均匀,从而实现更稳定的焊接质量。
激光焊接的能量模式对于焊接质量、焊接速度、焊接深度和热影响区控制等方面都有重要影响。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊脉冲激光焊接工艺参数对差厚拼焊板焊缝组织和性能的影响摘要采用不同的激光焊接参数对0.7mm/1.0mm的DC06和M170P进行焊接,对焊接接头进行金相分析和力学性能分析,并研究其中的关系。
试验结果表明:在保证焊接质量合格的情况下,适当提高脉冲频率,可以提高焊接接头的成型性,而焊缝及热影响区的组织和焊接接头硬度分布变化都不大;随着脉冲宽度的增加,焊接接头的成型性越好,焊缝及热影响区中出现能提高韧性及硬度的贝氏体,而焊接接头的硬度分布及热影响区宽度变化不是特别明显;随着焊接速度的增加,焊接的热影响区宽度明显减小,焊缝及其热影响区的组织含有较多的颗粒状贝氏体,且焊缝及其热影响区的晶粒大小都减小。
关键词:激光焊参数;异种钢焊接;差厚焊接;显微组织;力学性能┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录引言 (1)1.文献综述 (2)1.1 激光的物理基础 (2)1.1.1 激光的产生 (2)1.1.2 激光的特点 (3)1.2 激光焊接概述 (4)1.2.1 激光器的分类 (4)1.2.2 激光焊接原理 (5)1.2.3 激光焊接的优缺点 (6)1.2.4 激光焊接的工艺参数 (7)1.2.5 激光焊接工艺参数的选取 (8)1.3 激光焊接的应用 (9)1.3.1 激光焊接在表面工程上的应用 (9)1.3.2 激光焊接在汽车上的应用 (9)1.3.3 激光焊接在其他领域的应用 (10)1.4 激光焊焊接接头的组织和性能 (11)1.4.1 等厚钢板焊接接头组织与性能 (11)1.4.2 不等厚钢板焊接接头的组织与性能 (14)1.5 激光焊的研究现状与发展趋势 (17)1.5.1 国内外的研究现状 (17)1.5.2 激光焊接的发展趋势 (19)2 试验材料与方法 (19)2.1 试验材料 (19)2.2 试验设备 (20)2.3 试验方法 (20)3 结果分析及讨论 (22)3.1 脉冲频率对差厚拼焊板焊缝组织和性能的影响 (22)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3.1.1 对接头表面形貌的影响 (22)3.1.2 对接头横截面形貌的影响 (23)3.1.3 对焊焊缝组织的影响 (23)3.1.4 对热影响区组织的影响 (25)3.1.5 对拼焊板性能的影响 (27)3.2 脉冲宽度对差厚拼焊板焊缝组织和性能的影响 (29)3.2.1 对接头形貌的影响 (29)3.2.2 对接头横截面形貌的影响 (30)3.2.3 对焊缝组织的影响 (30)3.2.4 对热影响区组织的影响 (31)3.2.5 对拼焊板性能的影响 (33)3.3 焊接速度对差厚拼焊板焊缝组织和性能的影响 (34)3.3.1 对接头形貌的影响 (34)3.3.2 对接头横截面形貌的影响 (35)3.3.3 对焊缝组织的影响 (35)3.3.4 对热影响区组织的影响 (36)3.3.5 对拼焊板性能的影响 (38)4 结论 (39)参考文献 (40)附录1 英文翻译 (42)附录2 硬度值 (56)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊引言以低能耗、低污染、低排放为基础的低碳经济是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。
对于能耗较大,排放量严重的汽车工业,降低汽车重量,降低耗油率以及减少污染物的排放成为汽车工业领域的重要课题。
而激光拼焊技术使得在保证车身强度的前提下,进一步提高了材料使用率,使车身结构更为合理,并且减少了冲压步骤,降低了生产成本。
目前,国内外kW级脉冲Nd:YAG激光焊接在工业中的应用广泛,发展速度惊人。
与CO2激光器比较,Nd:YAG激光器效率高、体积小、重量轻、冷却系统简单;脉冲Nd:YAG激光焊机,Nd:YAG脉冲频率高;金属对Nd:YAG激光束的吸收率高于对CO2激光器光束的吸收率;脉冲Nd:YAG激光器一般具有尖峰结构的波型,激光辐射的动力特性范围大,有利于提高深度熔化效果;相对连续激光器,脉冲激光器所需的平均功率小。
目前,国内外对脉冲Nd:YAG激光焊焊接工艺参数的研究并不多,特别是对低功率的脉冲Nd:YAG激光焊的焊接工艺参数的研究更是寥寥无几。
本文通过对不等厚的异种钢焊接试验,来研究脉冲频率、脉冲宽度以及焊接速度对焊接接头在组织及性能的影响。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1.文献综述1.1激光的物理基础激光(Laser)是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的缩写,意为“通过受激辐射实现光的放大”。
它被喻为20世纪“新四大发明”之一。
它的特点是:亮度极高,比太阳表面的亮度还要高1010倍;方向性极好,发出的光几乎是一束平行光束;颜色单纯,比目前最好的单色光源——氪灯还要纯万倍,在国防建设、工农业生产,以及科学实验等方面都有广泛用途。
激光焊接是以激光作为能量载体的—种高能密度焊接方法。
具体地说,激光焊接是将激光束直接照射到材料表面,通过激光与材料相互作用,使材料内部熔化来实现焊接的。
激光焊接可分为脉冲波激光焊接和连续波激光焊接,激光焊接按其热力学机制又可分为激光热传导焊接和激光深穿透焊接(或称激光深熔焊接)。
1.1.1激光的产生当原子受到光场作用时会发生受激吸收和受激辐射两个过程,受激吸收和受激辐射作为矛盾的两个方面,总是同时存在并贯穿于过程始终。
作用的结果是入射光被衰减还是得到放大,完全取决于以上两种过程中哪一种占主导地位:如果受激吸收超过受激辐射,则光的衰减大于增益,即总的效果是光被衰减;反之,若受激辐射占据主导地位,则光得以放大。
只有受激辐射超过受激吸收,光才可能被放大,进而有可能产生激光。
在热平衡条件下,处于较高能级的粒子数总是小于处于较低能级的粒子数。
这就是说:只有当介质处于粒子数反转分布状态时,通过介质的光才能被放大、也才有可能产生激光。
粒子数反转是使受激辐射从次要地位转化为主导地位的必要条件,是形成激光的必要条件。
如上所述,一个粒子数反转的体系,可以作为光的放大器。
但放大后光的特性不但与放大器图1.1光振荡器原理有关,而且还与原来的光信号有极大的关系。
因此,获得一个颜色很纯的、具有一定亮度的光信号就要靠光振荡器。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊光振荡器[1]是由一个粒子数反转的原子体系(称为工作物质) 和一个光学共振腔组成的。
最简单的光学共振腔是由两个相互平行的平面反射镜组成的。
光振荡器中原子在外来能量的激发下形成粒子反转,部分处于高能态的原子向着各个方向自发辐射。
其中,除了沿轴向的光之外,都马上离开振荡器。
只有沿轴向的光不断得到放大。
光遇到共振腔的反射镜之后,一部分输出,一部分又反射回去,又得到放大。
光来回一次,放大作用克服了各种衰减作用(例如工作物质的散射和吸收等等),形成了稳定的光振荡。
从共振腔的反射镜上输出的就是激光(如图1.1所示)。
激光具有方向性好、亮度高以及单色性好等特点。
由于激光的方向性和亮度构成了能量在空间和时间上的高度集中,可传输极远距离并具有高能量或高强度,在材料加工领域(包括焊接)中被视为理想的热源。
1.1.2激光的特点激光器具有与普通光源很不相同的特性,一般称为激光的四性[2]:能量集中、方向性好、单色性好以及相干性好。
激光因为这些优异的特点在各行各业中得到广泛的应用。
(1)能量集中激光与普通光源相比,在发光面、方向及时间上都高度集中,因此激光具有很高的亮度,激光焦点的亮度约是普通光源的108—1010倍,一个2毫瓦的He—Ne激光器所发射的光束直径能过2毫米,发散角为3×10-4弧度,这样的一束激光所产生的亮度就相当于白炽灯的3千倍,太阳光的100倍。
(2)方向性好光源的方向性由光束的发散角θ来描述,普通光源发出的光是向各方向传播的,发散角很大,而激光的发散角却很小,比普通光或者微波要小3—4个数量级,它几乎是一束平行光。
即使一束激光发射到几千米处,光束扩散直径也还不到10cm。
(3)单色性好光源的单色性由光源谱线的绝对线宽△ν或相对线宽R来描述,即:R=△ν/ν一般光源的线宽是相当宽的,既使是单色性较好的氖灯,线宽也有104Hz—106Hz。
而激光的线宽相当窄,如氦氖激光器的线宽极限可以达到约10-4Hz的数量级,显然这是极高的单色性。
(4)相干性好相干性有时间和空间之分:时间相干性是指不同时刻由同一点发出的光波之间的相干性;空间相干性是指空间不同点发出的激光的相干性。
光源谱线的绝对线宽△ν越窄┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊相干时间就越长,激光的谱线线宽极窄,故它的时间相干性比普通光源要好的多。
而方向性越好,光源的空间相干性就越好,激光的方向性非常好,故它的空间相干性较好。
1.2激光焊接概述激光焊接是材料加工技术应用的重要方面之一。
早期激光焊接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。
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YAG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、生物医学及微电子行业等领域的应用越来越广。
1.2.1激光器的分类激光器[3]一般由三部分组成:激光工作物质、谐振腔和激励源。
激光器有多种分类方法,一般按激光器的工作物质类型来分有:气体激光器、固体激光器、液体激光器和半导体激光器等。
(1)气体激光器气体激光器是以气体或蒸气为工作物质的激光器。
它是目前种类最多、波长分布区域最宽、应用最广的一类激光器。
气体激光器的优点:一、气体激光器所发射的谱线的波长分布区域宽,已观察到的上万条谱线,其波长覆盖了从紫外到远红外整个光谱区;二、气体激光器的输出光束的质量相当高,其单色性和发散度均优于固体和半导体激光器;三、气体激光器还具有转换效率高,结构简单,造价低廉等优点。
根据气体工作物质的性质状态,气体激光器可分为三大类:原子、分子和离子气体激光器。
根据气体工作物质的性质状态,气体激光器可分为三大类:原子、分子和离子气体激光器。
(2)固体激光器一般固体激光器基本上由四个主要部分构成。