激光焊接的原理


    激光焊接機(jī)是利用高能量的激光脈沖對(duì)材料進(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散，將材料熔化后形成特定熔池。它是一種新型的焊接方式，激光焊接主要針對(duì)薄壁材料、精密零件的焊接，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊、對(duì)接焊、疊焊、密封焊等，深寬比高，焊縫寬度小，熱影響區(qū)小、變形小，焊接速度快，焊縫平整、美觀，焊后無需處理或只需簡(jiǎn)單處理，焊縫質(zhì)量高，無氣孔，可精準(zhǔn)控制，聚焦光點(diǎn)小，準(zhǔn)度高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

    焊接特性屬于熔融焊接，以激光束為能源，沖擊在焊件接頭上。


    激光束可由平面光學(xué)元件（如鏡子）導(dǎo)引，隨后再以反射聚焦元件或鏡片將光束投射在焊縫上。


    激光焊接機(jī)屬非接觸式焊接，作業(yè)過程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。


    激光焊可以與MIG焊組成激光MIG復(fù)合焊，實(shí)現(xiàn)大熔深焊接，同時(shí)熱輸入量比MIG焊大為減小。
 
    激光焊接機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
 
    激光焊接機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：
 
    （1）可將入熱量降到更低的需要量，熱影響區(qū)金相變化范圍小，且因熱傳導(dǎo)所導(dǎo)致的變形亦更低。


    （2）32mm板厚單道焊接的焊接工藝參數(shù)業(yè)經(jīng)檢定合格，可降低厚板焊接所需的時(shí)間甚至可省掉填料金屬的使用。


    （3）不需使用電極，沒有電極污染或受損的顧慮。且因不屬于接觸式焊接制程，機(jī)具的耗損及變形接可降至更低。


    （4）激光束易于聚焦、對(duì)準(zhǔn)及受光學(xué)儀器所導(dǎo)引，可放置在離工件適當(dāng)之距離，且可在工件周圍的機(jī)具或障礙間再導(dǎo)引，其他焊接法則因受到上述的空間限制而無法發(fā)揮。


    （5）工件可放置在封閉的空間（經(jīng)抽真空或內(nèi)部氣體環(huán)境在控制下）。


    （6）激光束可聚焦在很小的區(qū)域，可焊接小型且間隔相近的部件。


    （7）可焊材質(zhì)種類范圍大，亦可相互接合各種異質(zhì)材料。


    （8）易于以自動(dòng)化進(jìn)行高速焊接，亦可以數(shù)位或電腦控制。


    （9）焊接薄材或細(xì)徑線材時(shí)，不會(huì)像電弧焊接般易有回熔的困擾。


    （10）不受磁場(chǎng)所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)焊件。


    （11）可焊接不同物性（如不同電阻）的兩種金屬。


    （12）不需真空，亦不需做X射線防護(hù)。


    （13）若以穿孔式焊接，焊道深一寬比可達(dá)10:1。


    （14）可以切換裝置將激光束傳送至多個(gè)工作站。


    激光焊接機(jī)的缺點(diǎn)


    （1）焊件位置需非常精準(zhǔn)，務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi)。


    （2）焊件需使用夾治具時(shí)，必須確保焊件的最終位置需與激光束將沖擊的焊點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。


    （3）更大可焊厚度受到限制滲透厚度遠(yuǎn)超過19mm的工件，生產(chǎn)線上不適合使用激光焊接機(jī)。


    （4）高反射性及高導(dǎo)熱性材料如鋁、銅及其合金等，焊接性會(huì)受激光所改變。


    （5）當(dāng)進(jìn)行中能量至高能量的激光束焊接時(shí)，需使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅(qū)除，以確保焊道的再出現(xiàn)。


    （6）能量轉(zhuǎn)換效率太低，通常低于10%。


    （7）焊道快速凝固，可能有氣孔及脆化的顧慮。


    （8）設(shè)備昂貴。


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