990型彩钢琉璃瓦机

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激光焊接机原理2014
发布日期:2025-11-16 20:21:09 作者: 990型彩钢琉璃瓦机

  

激光焊接机原理2014

  它用来焊接薄金属件,在两个电极间夹紧被焊工件通过大的电流熔化电极接触的表面, 即通过工件电阻发热来实施焊接。工件易变形,电阻焊通过接头两边焊合,而激光焊只从单 边进行,电阻焊所用电极需经常维护以清除氧化物和从工件粘连着的金属,激光焊接薄金属 搭接接头时并不接触工件,再者光束还可进入常规焊难以焊及的区域,焊接速度快。

  在20世界70年代以前,由于高功率连续波形(CW)激光器尚未开发出来,所以研究重点 集中在脉冲激光焊接(PW)上。早期的激光焊接研究实验大多数是利用红宝石脉冲激光器, 1ms 脉冲典型的峰值输出功率 Pm 为5KW 左右,脉冲能量为1~5J,脉冲频率就小于等于1 赫兹。当时虽然能够活的较高的脉冲能量,但这些激光器的平均输出功率 P 却相当低,这 主要是由激光器很低的工作效率和发光物质的受激性状决定。YAG 激光器由于具有较高的 平均功率,在它出现之后很快就成为点焊和缝焊的优选设备,其焊接过程是通过焊点搭接而 进行的,直到1KW 以上的连续功率波形激光器诞生以后具有真正意义的激光缝焊才得以实 现。

  焊接常常要一定的离做文章一,因为焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。 离开焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面 位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离焦平面与焊接平面距离 相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不相同。负离焦时,可 获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,加热材料开始熔化,形成液相金属 并出现问分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓 度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材料内部功率密度 比表面还高,易形成更强的熔池。

  独特的优点进入粉末冶金材料加工领域,为粉末冶金材料的应用开辟了新的前景,如采用粉 末冶金材料连接中常用的钎焊的方法焊接金刚石,由于结合强度低,热影响区宽特别是不能 适应高温及强度要求高而引起钎料熔化脱落,采取了激光焊接能大大的提升焊接强度以及耐高温性 能。

  20世纪80年代后期,千瓦级激光成功应用于工业生产,而今激光焊接生产线已大规模 出现在汽车制造业,成为汽车制造业突出的成就之一。德国奥迪、奔驰、大众、瑞典的沃尔 沃等欧洲的汽车制造厂早在20世纪80年代就率先采取了激光焊接车顶、车身、侧框等钣金焊 接,90年代美国通用、福特和克莱斯勒公司竟相将激光焊接引入汽车制造,尽管起步较晚, 但发展非常迅速。意大利菲亚特在大多数钢板组件的焊接装配中采用了激光焊接,日本的日产、 本田和丰田汽车公司在制造车身覆盖件中都使用了激光焊接和切割工艺,高强钢激光焊接装 配件因其性能优良在汽车车身制造中使用得慢慢的变多,根据美国金属市场统计,至2002年 底,激光焊接钢结构的消耗将达到70000t 比1998年增加3倍。根据汽车工业批量大、自动 化程度高的特点,激光焊接设备向大功率、多路式方向发展。在工艺方面美国 Sandia 国家 实验室与 PrattWitney 联合进行在激光焊接过程中添加粉末金属和金属丝的研究,德国不莱 梅应用光束技术研究所在使用激光焊接铝合金车身骨架方面做了大量的研究,认为在焊缝 中添加填充余属有助于消除热裂纹,提高焊接速度,解决公差问题,开发的生产线已在奔驰 公司的工厂投入生产。

  激光焊接在电子工业中,特别是微电子工业中得到了广泛的应用。由于激光焊接热影响 区小、加热集中迅速、热应力低,因而正在集成电路与半导体器件壳体的封装中,显示出独 特的优越性,在真空器件研制中,激光焊接也得到了应用,如钼聚焦极与不锈钢支持环、快 热阴极灯丝组件等。传感器或温控器中的弹性薄壁波纹片其厚度在0.05-0.1mm,采用传统 焊接方法难以解决,TIG 焊容易焊穿,等离子稳定性差,影响因素多而采取了激光焊接效果很 好,得到普遍的应用。

  激光拼焊技术在国外轿车制造中得到普遍应用,据统计2000年全世界内剪裁坯板激光拼 焊生产线条,年产轿车构件拼焊坯板7000万件,并继续以较高速度增长。国内生产 引进车型 Passat,Buick,Audi 等也采用一些剪裁坯板结构。日本以 CO2激光焊代替闪光 对焊进行制钢业轧钢卷材的连接,在超薄板焊接的研究,如板厚100微米以下的箔片,无法 熔焊,但通过有特殊输出功率波形的 YAG 激光焊得以成功,显示激光焊的广阔前途。日本 还在世界上首次成功开发将 YAG 激光焊用于核反应堆中蒸气发生器细管的维修等,在国内 苏宝蓉等还进行齿轮激光焊接技术。

  合速度快,愈合过程中没有异物反应,保持焊接部位的机械性质,被修复组织按其原生物力 学性状生长等优点将在以后的生物医学中得到更广泛的应用。

  在其他行业中,激光焊接也逐渐增加特别是在特种材料焊接中国内进行了许多研究,如 对 BT20钛合金、HEl30合金、Li-ion 电池等激光焊接,德国玻璃机械制造商 GlamacoCoswig 公司与 IFW 接合技术与材料实验研究院合作开发出了一种用于平板玻璃的激光焊接新技 术。

  激光焊接机,又常称为激光焊机、镭射焊机,是激光材料加工用的机器,按其工作方式 常可分为激光模具烧焊机(手动焊接机)、自动激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊 接机,光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料来微小区域内的局部加热,激光辐射的能量 通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。

  激光焊接机,又常称为激光焊机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、 激光焊接设备等。按其工作方式常可分为激光模具烧焊机(手动激光焊接设备)、自动激光 焊接机、首饰激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机、振镜焊接机、手持式焊接机 等,专用激光焊接设备有传感器焊机、矽钢片激光焊接设备、键盘激光焊接设备。

  生物组织的激光焊接始于20世纪70年代,Klink 等及 jain[13]用激光焊接输卵管和血管 的成功焊接及显示出来的优越性,使更多研究者尝试焊接各种生物组织,并推广到其他组织 的焊接。有关激光焊接神经方面国内外的研究大多分布在在激光波长、剂量及其对功能恢复以 及激光焊料的选择等方面的研究,刘铜军进行了激光焊接小血管及皮肤等基础研究的基础上 又对大白鼠胆总管进行了焊接研究。激光焊接方法与传统的缝合方法比较,激光焊接具有吻

  可焊接图形有:点、直线、圆、方形或由 AUTOCAD 软件绘制的任意平面图形。

  激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料来微小区域内的局部加热,激光辐射的能量 通过热传导向材料的内部扩散,将材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式,主 要针对薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等,深宽比高,焊 缝宽度小,热影响区小、变形小,焊接速度快,焊缝平整、美观,焊后无需处理或只需简单 处理,焊缝质量高,无气孔,可精确控制,聚焦光点小,定位精度高,易实现自动化。

  使用非消耗电极与保护气体,常用来焊接薄工件,但焊接速度较慢,且热输入比激光焊 大很多,易产生变形。

  与氩弧类似,但其焊炬会产生压缩电弧,以提高弧温和单位体积内的包含的能量,它比氩弧焊速度快、 熔深大,但逊于激光焊。

  它靠一束加速高能密度电子流撞击工件,在工件表面很小密积内产生巨大的热,形成 小孔效应,从而实施深熔焊接。电子束焊的主要缺点是需要高真空环境以防止电子散射, 设备复杂,焊件尺寸和形状受到真空室的限制,对焊件装配质量要求严格,非真空电子束焊 也可实施,但由于电子散射而聚焦不好影响效果。电子束焊还有磁偏移和 X 射线问题,由 于电子带电,会受磁场偏转影响,故要求电子束焊工件焊前去磁处理。X 射线在高压下特别 强,需对操作人员实施保护。激光焊则不需 真空室和对工件焊前进行去磁处理,它可在大 气中进行,也没有防 X 射线问题,所以可在生产线内联机操作,也可焊接磁性材料。

  随着科学技术的持续不断的发展,许多工业技术上对材料特别的条件,应用冶铸方法制造的材料 已不能够满足需要。由于粉末冶金材料具备特殊的性能和制造优点,在某些领域如汽车、飞机、 工具刃具制造业中正在取代传统的冶铸材料,随着粉末冶金材料的日益发展,它与其它零件 的连接问题显得一天比一天突出,使粉末冶金材料的应用受到限制。在八十年代初期,激光焊以其

  脉冲波形在焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更重要。当高强度束射至材料 表面,金属表面将会有的能量反射而损失掉,且反射率随表面气温变化。在一个脉冲作用期 间内,金属反射率的变化很大。

  脉宽是脉冲焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是 决定加工设施造价及体积的关键参数。

  功率密度是加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层 即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕 刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到 熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型焊接中,功率密度在范围在

  激光焊接机的自动化程度高焊接工艺流程简单。非接触式的操作方法能达到洁净、环 保的要求。采取了激光焊接机加工工件可提升工作效率,成品工件外观美观、焊缝小、焊接 深度大、焊接质量高。激光焊接机大范围的应用于牙科义齿的加工,键盘焊接,矽钢片焊接,传 感器焊接,电池密封盖的焊接等等方面。但激光焊接机的成本比较高,对工件装配的精度要求 也较高,在这样一些方面仍有局限性。

    

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