文档介绍：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。光纤激光器分为脉冲光纤激光器和连续光纤激光器。其中,脉冲光纤激光器可通过激光的峰值功率、频率、脉宽的设定来调节激光脉冲单点能量;连续光纤激光器则通过设定平均激光功率来调节输出激光功率。半导体激光器的工作原理:通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。半导体激光器产生的激光也可通过光纤输出进行焊接。
激光焊接特点:
大族激光激光焊接是一种新型的焊接方式,激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等,其特点有:
具有高的深宽比,焊缝宽度小,热影响区小,变形小,焊接速度快。
焊缝平整、美观,焊后无需处理或只需简单处理工序。
焊缝质量高,无气孔,可减少和优化母材杂质,组织焊后可细化,焊缝强度、韧性至少相当于甚至超过母材金属。
可精确控制,聚焦光点小,可高精度定位,易实现自动化。可实现某些异种材料间的焊接。
可焊接材料及行业应用:
大族激光激光焊接可应用于钛、镍、锡、锌、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, 也可应用于铜-镍、镍-钛、铜- 钛、钛