激光焊接原理及工艺应用资料 共45页
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激光焊接技术激光焊接技术是一种新兴的高技术制造方法,它采用高能量密度激光束对接头进行加热,使其局部熔化并迅速冷却,从而将接头快速连接在一起。
激光焊接技术在制造业中广泛应用,如汽车、飞机、船舶、电子、医疗设备等领域都在使用该技术,其具有高效、高精、高质、环保等特点,成为制造业中的瑰宝。
一、激光焊接技术的原理与类型激光焊接技术利用激光束对材料进行加热和熔化,使其在一定条件下完成接头连接的工艺。
激光焊接的过程,由于激光具有高能密度的特点,可以使材料迅速加热到熔点以上,以此实现对接头的定向加热和熔化,然后通过激光束的移动来控制熔池形成和接头连接。
在激光焊接加工的过程中,为了保证焊缝质量,需要对激光束精度、聚焦系统、感应监测系统等进行精细调整。
根据激光模式、工作方式和加工过程等不同,激光焊接技术可分为以下类型。
1.传统激光焊接技术传统激光焊接技术采用CO2激光精细加工和Nd:YAG固体激光器,它们主要是对金属材料进行加工,如钢、铝、铜等。
其特点是高功率密度、高效率、高能量集中度和高精度,但由于光束质量较低,聚焦距离较大,限制了其在微小尺寸加工上的应用。
2.光纤激光焊接技术光纤激光焊接技术是一种新型的激光加工技术,主要用于薄板和材料的激光加工。
与其他激光系统相比,光纤激光器具有低成本、高效率、低能耗、低维护成本等优势,其光束具有较高的光斑质量和聚焦能力,在焊接中具有更好的稳定性。
3.激光多炮焊接技术激光多炮焊接技术是一种利用多个激光源同时对工件进行焊接的技术。
该技术可通过并联或串联不同功率激光源实现工件在短时间内的大面积快速加热,从而实现快速焊接工艺。
激光多炮焊接技术相比传统激光焊接技术更加高效和灵活,可大大提高工作效率。
二、激光焊接技术的应用激光焊接技术在汽车、电子、医疗器械、管道、压力容器、船舶、航空航天、军事等领域都有着广泛的应用。
1.汽车制造激光焊接技术被广泛应用于汽车板材焊接,主要用于车身、车门、引擎等部件的连接和维修。
激光焊接原理及工艺应用培训激光焊接是一种高效、精确而可靠的焊接方法,广泛应用于工业生产中的各个领域。
它利用激光光束对焊接材料进行加热,使其熔化并形成坚固的焊缝。
激光焊接具有诸多优点,如高能量密度、焊接速度快、热影响区小、焊缝质量好等,因此在汽车制造、电子设备生产、航空航天等行业得到了广泛应用。
激光焊接的原理是利用高能量密度的激光光束对焊接材料进行加热。
激光光束经由透镜或光纤导引后,聚焦成较小的点,光能通过吸收和传导转化为热能,使材料表面温度升高,达到熔化甚至汽化的程度。
同时,还可以通过调节激光功率、焦距及扫描频率等参数,来控制焊接过程中的焊缝形态和质量。
激光焊接的能量聚焦性极好,焊缝热影响区小,可以实现高精度的焊接。
激光焊接工艺包括了预处理、加工参数选择、焊接过程控制等几个关键的环节。
首先,要对材料进行预处理,包括清洁、去除氧化层等工序,确保焊接表面的洁净度。
其次,需要选择适当的激光参数,包括激光功率、脉冲宽度、聚焦距离等,以保证焊接的质量和效率。
最后,在焊接过程中,需要控制焊接速度、焊机的位置和角度等参数,以获得理想的焊接结果。
激光焊接在工艺应用中有着广泛的应用。
首先,它可以实现高速度的焊接,适用于对生产效率要求高的行业,如汽车制造。
其次,由于激光焊接的热影响区小,适用于对焊接材料有高要求的领域,如微电子设备的制造。
此外,激光焊接还可以实现不同材料之间的焊接,如金属与陶瓷的焊接,因此在航空航天领域有着广泛的应用前景。
综上所述,激光焊接是一种高效、精确而可靠的焊接方法。
它利用激光光束对焊接材料进行加热,实现高质量焊缝的形成。
激光焊接的工艺应用十分广泛,包括汽车制造、电子设备生产、航空航天等行业。
随着科技的不断发展,激光焊接技术将进一步完善,为各行各业的生产提供更加高效和可靠的焊接解决方案。
激光焊接作为一项高科技的加工技术,其应用领域日益扩大。
具有激光精确聚焦和高能量密度的特点,使得激光焊接可以用于焊接异种金属、高反射率金属、高熔点金属以及特殊材料等。
激光焊接解决方案激光焊接是一种高效、精确、无损的焊接方法,广泛应用于各个行业,包括汽车制造、电子设备、航空航天等领域。
本文将介绍激光焊接的原理、优势以及应用领域,并提供一种激光焊接解决方案的详细描述。
1. 激光焊接原理激光焊接利用高能量密度激光束将工件的焊接部分加热至熔融或半熔状态,通过控制激光束的能量和焦点位置,实现工件的快速、精确焊接。
激光焊接具有狭窄热影响区、高焊接速度、无需接触、无需填充材料等优势。
2. 激光焊接的优势2.1 高焊接质量:激光焊接能够实现高精度焊接,焊缝质量好,焊接强度高,减少了焊接缺陷和变形的风险。
2.2 高效率:激光焊接速度快,一次焊接即可完成,节省了生产时间和成本。
2.3 适用性广泛:激光焊接适用于各种材料,包括金属、塑料等,可用于焊接薄板、厚板、复杂形状等工件。
2.4 环保节能:激光焊接无需使用焊接材料,减少了废料产生,同时激光器的能耗也相对较低。
3. 激光焊接的应用领域3.1 汽车制造:激光焊接广泛应用于汽车制造中的车身焊接、零部件焊接等工艺,提高了焊接质量和生产效率。
3.2 电子设备:激光焊接可用于电子设备的焊接、封装等工艺,确保电子元器件的连接可靠性。
3.3 航空航天:激光焊接在航空航天领域中用于焊接航空发动机、航天器结构等关键部件,提高了产品的可靠性和安全性。
3.4 其他领域:激光焊接还应用于金属制品、医疗器械、光电子、通信设备等领域。
4. 激光焊接解决方案描述为了满足不同行业的激光焊接需求,我们提供一种全面的激光焊接解决方案。
该解决方案包括以下几个方面:4.1 设备选择:根据客户的具体需求,我们提供各种类型的激光焊接设备,包括固态激光器、半导体激光器等。
这些设备具有高能量密度、高稳定性、长寿命等特点,可满足不同焊接任务的要求。
4.2 工艺参数优化:我们的专业团队将根据客户的工件材料、尺寸、焊接要求等因素,对激光焊接的工艺参数进行优化,确保焊接质量和效率的最大化。
1.激光焊接原理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104~105 W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于105~107 W/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。
其中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。
用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。
下面重点介绍激光深熔焊接的原理。
激光深熔焊接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2500 0C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。
上述过程的所有这一切发生得如此快,使焊接速度很容易达到每分钟数米。
2. 激光深熔焊接的主要工艺参数1)激光功率。
激光焊接中存在一个激光能量密度阈值,低于此值,熔深很浅,一旦达到或超过此值,熔深会大幅度提高。
只有当工件上的激光功率密度超过阈值(与材料有关),等离子体才会产生,这标志着稳定深熔焊的进行。
激光焊接技术1.激光焊接的工作原理激光焊接的能源为高密度的单色光电磁能,通过聚焦作用于一个微小的区域(如焊件接缝),轰击金属,使之熔化,然后冷却,凝固在一起。
激光束聚焦后光斑直径可小至0.01mm,能量密度可高达109w/cm2,热量集中。
2 激光焊接技术的应用范临床激光焊接机的机型目前,应用于临床的激光焊接机已较为普遍。
如日本出产的ML-2220A型,德国出产的DL-2002型,国产的有武汉的JH-VLA型等,临床应用效果理想。
激光焊接的质量分析焊接质量的分析可从多个方面进行,如焊件外观的形态观察;熔区(FZ)及热影响区(HAZ)的宽度;力学性能;金相学分析;电子显微镜断口分析等。
激光焊接的烤瓷合金件外观平直,熔区光亮,无裂纹及气孔产生。
熔区宽度仅为1.25-1.9mm左右,几乎观察不出热影响区。
力学性能分析:焊接部位的抗拉强度与母材相近。
电镜及金相学观察显示,直径3mm的部件熔深可达全层,完全焊透。
这些表明激光焊接的烤瓷合金件性能良好,完全达到了临床修复的要求。
3、激光焊接对多单位固定桥精度的影响固位桥精度的研究主要包括固位体的适应性、固定桥近远中边缘桥长线距的误差、各固位体中心轴偏离的距离和角度等。
20世纪50年代,为提高固定桥精度,临床上逐渐采用整铸法取代了传统焊接方法。
但是,由于非贵金属的铸造收缩效应,随着跨度增长,整铸桥的精度变差。
Ziebert等认为超过了三单位的整铸桥精度就无法保证。
而激光焊接技术有变形小的优点,因此可采用分段铸造后激光焊接的方法来减少铸金收缩的影响。
有实验对四单位固定桥将整铸法与激光焊接法做一比较,结果证明:激光焊接桥的精度明显大于整铸桥。
在分段铸造时也应注意选用足够膨胀量的包埋料,并采用正确的铸造方法。
只有保证每个单冠固位体准确就位,整个焊接桥才能获得足够精度。
Bruce认为跨度小于15.5mm可精确整铸,因此在分段时,一般以1~3个单冠(视大小而定)为一段较适宜。