激光焊接有哪些優點
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激光焊接有哪些優點,相信大家在生活中都會見過很多的焊接方法,那麼大家也多多少少了解過激光焊接在生活中的作用,其實激光焊接不僅是偶遇很多的作用,而且對比普通的焊技術還有很多的優點,那麼激光焊接有哪些優點?
激光焊接與其它焊接技術相比,激光焊接的主要優點是:
1、速度快、深度大、變形小。
2、能在室溫或特殊條件下進行焊接,焊接設備裝置簡單。例如,激光通過電磁場,光束不會偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環境中均能施焊,並能通過玻璃或對光束透明的材料進行焊接。
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,並能對異性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦後,功率密度高,在高功率器件焊接時,深寬比可達5:1,最高可達10:1。
5、可進行微型焊接。激光束經聚焦後可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用於大批量自動化生產的微、小型工件的組焊中。(最小光斑可以到0、1mm)
6、可焊接難以接近的部位,施行非接觸遠距離焊接,具有很大的靈活性。尤其是近幾年來,在YAG激光加工技術中採用了光纖傳輸技術,及光纖連續激光器的普及使激光焊接技術獲得了更爲廣泛的推廣和應用,更便於自動化集成。
7、激光束易實現光束按時間與空間分光,能進行多光束同時加工及多工位加工,爲更精密的焊接提供了條件。
但是,激光焊接也存在着一定的侷限性:
1、要求焊件裝配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因爲激光聚焦後光斑尺雨寸小,焊縫窄,爲加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達不到要求,很容易造成焊接缺憾。
2、激光器及其相關係統的成本較高,一次性投資較大。
1、激光光束質量好
激光聚焦後,功率密度高。高功率低階模激光聚焦後,焦斑直徑小。
2、激光焊接速度快,深度大,變形小。
由於功率密度高,在激光焊接過程中在金屬材料中形成小孔,激光能量通過小孔傳遞到工件深部,橫向擴散較少。因此,激光束掃描過程中材料融合深度較大。速度快,單位時間焊接面積大。
3、激光焊接特別適用於焊接精密敏感零件
由於激光焊接機焊接縱橫比大,比能量小,熱影響區小,焊接變形小,特別適用於焊接精密和熱敏零件,可消除焊後修正和二次加工。
4、激光焊接機靈活性高
激光焊接機可實現任意角度焊接,可焊接難以接近的部位;可焊接各種複雜的焊接工件和形狀不規則的大型工件。實現任意角度焊接具有很大的靈活性。
5、激光焊接可以焊接難焊接的.材料
激光焊接不僅可用於多種異質金屬材料之間的焊接,還可用於鈦、鎳、鋅、銅、鋁、鉻、鈮、金、銀等金屬及其合金、鋼、可伐合金等。合金材料之間的焊接。
6、激光焊接機人工成本低
由於激光焊接時的熱輸入極低,焊後變形量很小,可以達到表面非常漂亮的焊接效果,因此激光焊接的後續處理很少,可以大大減少或消除巨大的拋光和整平工序上的人工。
7、激光焊接機操作簡單
激光焊接機焊接設備簡單,操作過程簡單易學,上手容易。對工作人員的專業性要求不高,節省人工成本。
8、激光焊接機安全性能強
高安全焊嘴只有在接觸金屬時才觸動開關纔有效,並且觸摸開關具有體溫感應。
專用激光發生器在操作時有安全注意事項,操作時需佩戴激光發生器防護眼鏡,以減少對眼睛的傷害。
9、激光焊接機的工作環境多種多樣
激光焊接機可用於各種複雜的工作環境,可在常溫或特殊條件下進行焊接。例如,激光焊接在很多方面都類似於電子束焊接。其焊接質量略遜於電子束焊接,但電子束只能在真空中傳輸,因此焊接只能在真空中進行,而激光焊接技術可以更先進。用於廣泛的工作環境。
10、焊接系統高度靈活,易於實現自動化。
但是,激光焊接機也有一定的侷限性。由於激光假期相關係統成本較高,一次性投資成本會更高。此外,激光焊接機還要求焊件安裝精度高,要求光源在商品工件上的位置不能有明顯偏差。
優點
1、聚焦後的激光束具有很高的功率密度,加熱速度快,可實現深熔焊和高速焊。由於激光加熱範圍小,在同等功率和焊接厚度條件下,焊接速度快、熱影響區小、焊接應力和變形小。
2、激光能發射、透射,能在空間傳播相當距離而衰減很小,可進行遠距離或一些難以接近部位的焊接;激光可通過光導纖維、棱鏡等光學方法彎曲傳輸、偏轉、聚焦,特別適合於微型零件、難以接近的部位或遠距離的焊接。
3、一臺激光器可供多個工作臺進行不同的工作,既可用於焊接,也可用於切割、合金化和熱處理,一機多用。
4、激光在大氣中損耗不大,可以穿過玻璃等透明物體,適合於在玻璃製成的密封容器裏焊接被合金等劇毒材料;激光不受電磁場影響,不存在X射線防護,也不需要真空保護。
5、可以焊一般焊接方法難以焊接的材料,如高熔點金屬等,甚至可用於非金屬材料的焊接,如陶瓷、有機玻璃:焊後無需熱處理,適合於某些對熱輸入敏感材料的焊接。
缺點
1、 等離子屏蔽問題。在激光焊接中母材受熱熔化、汽化形成深熔小孔時,孔中充滿金屬蒸汽,金屬氣體與激光作用形成等離子云。等離子云吸收和反射性很強,降低金屬材料對激光的吸收率,使激光的能量利用率降低。此外等離子云強烈時還可能對激光產生負透鏡效應,嚴重影響激光束的聚焦效果。
2、 橋接性差,焊縫裝夾精度要求高。激光光斑直徑很小,熱作用區小,橋接能力很差,對焊縫接頭對準的平整度和精度要求很高。
採用激光焊接時焊縫的縫隙寬度不能大於0、2mm,否則激光透過縫隙太多,能量損失很大。同時接頭兩側平整度太差時會發生焊接錯位,將嚴重影響焊接質量。這一方面對激光接頭的準備提出了很高的要求,另一方面要求裝夾精確,對裝夾的技術要求高,這都增加了工藝要求和焊接成本。在工業適用化上的技術難度較大。
3、 焊縫的硬度高,焊接熱裂紋傾向大。激光焊接時功率密度很大,熱作用區域很小,而熱輸入量小,所以焊接區域會產生很高的峯值溫度和溫度梯度,焊縫熔化金屬快速凝固收縮,這會帶來兩方面的影響:一是焊縫的硬度很高,有時可能大大高於母材,這在諸如船舶等特殊工業中的應用有所限制;二是對於某些金屬零件特別是經過深加工後存在高機械應力的金屬焊接後工件熱裂紋傾向大。
4、 凹陷及氣孔問題。激光焊接過程一般不採用添加填充材料,由於母材端面存在間隙、深熔小孔內金屬受熱汽化,焊接後焊縫處有時會存在凹陷。焊速高時焊接所形成的金屬蒸氣來不及從焊縫裏跑出,殘留在快速熔化凝固後的焊縫裏,也會形成氣孔。
5、 對高反射金屬如鋁、銅等的焊接十分困難。鋁銅及其合金對激光的反射非常高,起始的反射率高達90%以上,激光能量大部分被反射,難以形成深熔焊的小孔。
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