激光焊接的工藝特點

時間：2010-05-26 10:01:10 來源：昆山強圣精密電子有限公司 點擊量：651

按焊接熔池形成的機理區分，激光焊接有兩種基本模式：熱導焊和深熔焊，前者所用激光功率密度較低（105～106W／cm2），工件吸收激光后，僅達到表面熔化，然后依靠熱傳導向工件內部傳遞熱量形成熔池。這種焊接模式熔深淺，深寬比較小。后者激光動車密度高（106～107W／cm2），工件吸收激光后迅速熔化乃至氣化，熔化的金屬在蒸汽壓力作用下形成小孔激光束可直照孔底，使小孔不斷延伸，直至小孔內的蒸氣壓力與液體金屬的表面張力和重力平衡為止。小孔隨著激光束沿焊接方向移動時，小孔前方熔化的金屬繞過小孔流向后方，凝固后形成焊縫（圖1）。這種焊接模式熔深大，深寬比也大。在機械制造領域，除了那些微薄零件之外，一般應選用深館焊。

   深熔焊過程產生的金屬蒸氣和保護氣體，在激光作用下發生電離，從而在小孔內部和上方形成等離子體。等離子體對激光有吸收、折射和散射作用，因此一般來說熔池上方的等離子體會削弱到達工件的激光能量。并影響光束的聚焦效果、對焊接不利。通常可輔加側吹氣驅除或削弱等離子體。小孔的形成和等離子體效應，使焊接過程中伴隨著具有特征的聲、光和電荷產生，研究它們與焊接規范及焊縫質量之間的關系，和利用這些特征信號對激光焊接過程及質量進行監控，具有十分重要的理論意義和實用價值。

   由于經聚焦后的激光束光斑小（0.1～0.3mm），功率密度高，比電弧焊（5×102～104W/cm2）高幾個數量級，因而激光焊接具有傳統焊接方法無法比擬的顯著優點：加熱范圍小，焊縫和熱影響區窄，接頭性能優良；殘余應力和焊接變形小，可以實現高精度焊接；可對高熔點、高熱導率，熱敏感材料及非金屬進行焊接；焊接速度快，生產率高；具有高度柔性，易于實現自動化。

    激光焊與電子束焊有許多相似之處，但它不需要真空室，不產生X射線，更適合生產中推廣應用。激光焊接實際上已取得了電子束焊接20年前的地位，成為高能束焊接技術發展的主流。
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