激光焊接和激光钎焊.docx

激光焊接和激光钎焊 激光束为金属材料的连接提供了很多方法。既可以从表面将工件连接起来，也可 以生成很深的焊缝。激光焊接可以与传统的焊接工艺相组合，此外还可以实现激 光钎焊。 利用激光，既可以焊接高熔点的材料，也可以焊接高热导率的材料。由于熔体小、 熔化时间短并且可控，因此激光甚至可以将用其它方法无法焊接的材料连接起来。 必要时可以使用助焊剂。 在采用激光钎焊技术时，通过一种助焊剂将对接工件连接起来。钎焊焊缝的表面 光滑、干净。与工件之间构成弓弧形的过渡面，因此无需后续处理。例如在汽车制 造业，激光钎焊被用于加工行李厢盖或者车顶。 即使是用连续发射的激光束进行缝焊，其热影响区和工件的整体加热程度也比利 用电孤焊或者等离子体焊接工艺时要低几个数量级。可以很好地对输入热量进行 监控、调节、保持稳定或者精确控制。 采用激光的点焊和缝焊 激光焊接可以用单独的激光脉冲或者在连续波运行模式下进行连接作业。 以连续焊缝用激光焊接一个管材 焊缝形状表明了对接工件的边缘如何相互接合。例如既可以是相互重叠，也可以 是相互对接。焊缝是否连续，或者是否由各个单独的焊缝组成？焊缝是否由很多 短线条或者小圆圈组成？对于判断焊缝类型适用的标准是：焊缝必须达到要求的 强度，不得向工件传导太多热量。 激光点焊一个氙气大灯 不同的焊缝类型要求激光源以不同的运行模式运行。 连续波运行模式 在这个运行模式下，活性介质被不断激励，产生了连续的激光束。 脉冲运行模式 相反，在脉冲运行模式下，活性介质不是被连续地，而是被脉动地激发。由此产 生了时间上断断续续的激光束。此时，激光材料加工的重要参数包括激光脉冲的 周期和能量以及脉冲频率。 使用焊丝和粉末的激光堆焊 堆焊属于一种制造工艺，用于现有工件的维修或者改型，以及表面的修饰。根据 工作任务不同，可以采用手动或者自动激光堆焊。 手动激光堆焊 在采用手动激光堆焊时，焊工“用手”将助焊剂引导到加工位置。在这种工艺中， 大多数情况下用一条直径在0.15到0.6 mm之间的焊丝作为助焊剂。激光束将 焊丝熔化。熔体与同样被熔化的基材牢固地连接在一起，然后重新凝固。留下一 小块隆起的区域。点对点、线对线和层对层，焊工塑造出所想要的形状。在作业 过程中，氩气气流将工作区域与空气隔离开。最后重新恢复原先的形状，也就是 通过磨削、旋转、铣削或侵蚀工艺。 WorkpieceCooling, self-quenchingHartfened outerlayer (martensilej Workpiece Cooling, self-quenching Hartfened outer layer (martensilej Heated area (austenite) . Direction af maGhinmg ?手汽黄瓣；：物Efft转胸佛竺愣尤， 榭徉I淙愈到工件裹面。 手动激光堆焊：激光束将辅助焊丝熔化，把材料涂敷到工件表面。 自动激光堆焊 在使用自动激光堆焊时，由机器将助焊剂引导到加工位置。助焊剂同样可以是焊 丝，但是在这种技术中关键是金属粉末。将金属粉末一层层地涂敷到基材上，没 有微孔和裂纹地与基材熔合在一起。金属粉末变成与表面连接的高强度焊缝。在 冷却后就形成了一个金属层，可以对其进行机械加工。特殊之处在于，可以有针 对性地形成多层同样或者不同的金属镀层。 在涂敷表面时，同样将多层金属粉末上下重叠或者左右紧挨着熔化。为了得到完 美的结构，各个焊接路径必须精确地重合。 扫描焊接-加工的生产率高，没有非生 产时间 采用扫描焊接技术，可以将生产设备设计得生产率高、灵活，从而使大批量生产 中的焊接工艺比传统的焊接工艺更快、更精确、更经济。 扫栏专、原垣 扫栏专、原垣 扫描仪原理 在采用扫描焊接时，通过可移动的反射镜［1］实现对加工光束的引导。通过反 射镜的角度变化引导激光束［4］。这样就产生了一个加工区［3］，在这其中可以 高度动态、精确地实施焊接作业。加工区的大小取决于工作距离和激光束的偏转 角度。 加工速度和工件上的光斑直径取决于镜组的成像特性、激光束的入射角度、光束 质量和材料。 通过一个辅助透镜系统［2］的移动，焦点也可以在Z轴方向以极高的动态性移 动，从而无需移动激光头或者工件，就可以对三维工件进行完整地加工。 由于激光束的偏移运动速度非常快，就几乎没有非生产时间，激光器可以在将近 100%的生产时间内进行作业。 正在作业的扫描焊接 此外，在焊接过程中，与一个机器人相连接的扫描透镜可以从一个工件上方经过。 这个“飞行”运动被人们称为“飞行焊接”。机器人和扫描镜组实时地将它们的 运动相互同步。使用机器人大幅扩大了工作空间，可以实现真正的三维工件加工。 可以用一个操作方便的编辑器对可编程聚焦镜组进行编程，这个编辑器可以设计 和保