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激光焊接一種新型的焊接方式,利用高能量的激光脈沖對材料進(jìn)行微小區域內的局部加熱,激光輻射的能量通過(guò)熱傳導向材料的內部擴散,將材料熔化后形成特定熔池。
激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,可實(shí)現點(diǎn)焊、對接焊、疊焊、密封焊等,深寬比高,焊縫寬度小,熱影響區小、變形小,焊接速度快,焊縫平整、美觀(guān),焊后無(wú)需處理或只需簡(jiǎn)單處理,焊縫質(zhì)量高,無(wú)氣孔,可精確控制,聚焦光點(diǎn)小,定位精度高。
與其他焊接工藝相比,激光焊焊接有其自身工藝的優(yōu)缺點(diǎn)
激光焊接的優(yōu)點(diǎn):
1、速度快、深度大、變形小
2、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接,焊接設備裝置簡(jiǎn)單。例如,激光通過(guò)電磁場(chǎng),光束不會(huì )偏移;激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊,并能通過(guò)玻璃或對光束透明的材料進(jìn)行焊接
3、可焊接難熔材料如鈦、石英等,并能對異性材料施焊,效果良好
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接時(shí),深寬比可達5:1,高可達10:1
5、可進(jìn)行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑,且能精確定位,可應用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中
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(lái),在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù),使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應用
7、激光束易實(shí)現光束按時(shí)間與空間分光,能進(jìn)行多光束同時(shí)加工及多工位加工,為更精密的焊接提供了條件
激光焊接的缺點(diǎn):
受光束質(zhì)量、激光功率的限制,激光束的穿透深度有限,而加工用高功率高光束質(zhì)星的激光器價(jià)格昂貴,同時(shí)高功率激光束焊接時(shí),等離子體的控制更加困難,焊接過(guò)程穩定性惡化,甚至出現屏蔽效應而使熔深下降,因此激光焊接一般應用于較薄材料的焊接。
激光束的直徑很小,熱作用區域較窄,對工件裝配間隙要求嚴格。且l使采用激光填絲多層焊接也難以完全克服,同時(shí)由于焊絲與光束相互作用,使焊接工藝參數的調整更加復雜。
激光焊接時(shí)形成的等離子體對激光的吸收和反射,降低了母材對激光的吸收率,使激光的能量利用率降低,同時(shí)使焊接過(guò)程變的不穩定。
激光對高反射率、高導熱系數材料的焊接比較困難,熔池的凝固速度快使其容易產(chǎn)生氣孔,冷裂紋,同時(shí)合金元素和雜質(zhì)元素容易偏析,出現熱裂紋等缺陷。
激光焊接技術(shù)已經(jīng)應用在航空航天、汽車(chē)制造、武器制造、船舶制造、容器結構、電子輕工等領(lǐng)域。
激光焊接設備可以提供焊接效率跟精度,可以無(wú)縫焊接,實(shí)現傳統焊接技術(shù)無(wú)法應用領(lǐng)域,可以依據光速本身的運動(dòng)軌跡,實(shí)現360度范圍內的隨意焦激光焊接設備成本相對較高制約了激光焊接技術(shù)在國內的廣泛應用。