激光焊接加工的技术原理是怎样?

发布时间:2022-04-29
激光焊接加工可以用连续或脉冲激光束来实现,激光焊接的原理可分为导热焊接和激光深熔焊接。

激光焊接加工的技术原理是怎样?下面我们大家一起来简单了解一下。

  激光焊接加工可以用连续或脉冲激光束来实现,激光焊接的原理可分为导热焊接和激光深熔焊接。如果功率密度小于10~10 W/cm,则为热传导焊接,在这种情况下,熔体深度低,焊接速度慢。功率密度大于10~10 W/cm时,金属表面受热凹进“洞”,焊接速度快,长宽比大。

  导热型激光焊接加工原理为:激光辐射加热待定表面,表面热通过热传导扩散到内部,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等激光参数,熔化工件,形成特定的熔池。激光焊接加工用于齿轮焊接和冶金薄板焊接,激光焊机主要包括激光深熔焊接。

  激光焊接加工接通常使用连续激光束完成材料连接。冶金物理过程与电子束焊接非常相似。换句话说,能量转换机制是通过“小孔”结构完成的。在足够高的功率密度激光照射下,材料蒸发形成小洞。这个充满蒸汽的小洞像黑体一样吸收了几乎所有的入射光束能量,洞内的平衡温度达到约2500 0C,热量从这个高温空腔外墙传递过来,融化了包围这个洞的金属。小洞充满了光束照射的墙体材料连续蒸发产生的高温蒸汽,小洞四壁围绕熔化的金属,液态金属围绕固体材料。(在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中,能量首先沉积在工件表面,然后通过传递传入内部。)孔壁外的液体流动和壁面张力与孔内连续产生的蒸汽压力相吻合,保持动态平衡。梁继续进入小洞,小洞外的材料连续流动,随着梁的移动,小洞始终处于流动的稳定状态。也就是说,小孔和孔壁周围的熔化金属会根据前梁的前进速度向前移动,熔化金属会填满消除小孔后留下的空隙,凝结形成焊接。这整个过程进行得如此迅速,以至于焊接速度很容易达到每分钟数米。

  激光焊接加工的特征是怎样?下面我们大家一起来简单了解一下。

  首先,激光焊接是最小化传入热量所需的量,热影响区金相变化范围小,热传导引起的变形也最小。不需要使用电极,也不担心电极污染或损坏。此外,由于不属于接触焊接过程,因此可以最大限度地减少机器的损失和变形。激光束可以很容易地聚焦、对准和引导光学仪器,可以放置在与工件的适当距离处,并且可以在工件周围的机器或障碍物之间重新引导。其他焊接法则因上述空间限制而不起作用。第二,工件可以放置在闭合空间中(通过真空或内部气体环境控制)。激光束可以聚焦于小区域,焊接小的、间距相似的零件,可以焊接的材料种类广泛或多种异质材料相互接合。此外,高速焊接很容易自动化,可以用数字或计算机控制。焊接薄材料或细直径线材时,没有像弧焊那样容易融化的问题。