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激光填絲焊接技術在激光焊接機實際生產中應用

發布時間：2015-01-20 | 來源：星鴻藝激光焊接運營部 | 分享：

   激光焊接工藝能夠向工件傳輸高于10kW/mm2的能量密度,因此,單獨的激光自熔焊接對工件的坡口加工精度要求很高，能夠形成深寬比較大的、小孔狀的熔深。眾所周知,對于某些同種金屬或異種金屬的焊接，激光焊接工藝有兩大缺點和難題,即很高的成本投入和較低的能量轉換效率,靠單獨的激光自熔形成的焊縫很難滿足其使用性能。然而,激光焊接機有許多優勢所在,如熱源的光路操縱容易,控制簡單,工件的變形小,熱影響區狹窄,精確性和自動化程度高,大多數情況下不需要真空工作室等等。激光焊接的這些優點足以彌補其不足。由于激光束能夠獲得相當高的能量密度,為此，人們提出了激光填絲焊接技術，而且是一種清潔并可以方便控制的熱源,所以,激光加工引起了生產和科研領域的廣泛關注與濃厚興趣。以期通過填絲來提高激光焊接的適應性和通過調整焊縫合金系統來獲得高性能的焊縫。分散機涂料分散機高速分散機混合機攪拌器根據激光加工工作方式可分為連續波激光和脈沖波激光。
    電子束焊接的基本原理是電子槍中的陰極由于直接或間接加熱而發射電子，在工程建筑與物體三維測量的領域，尚未來得及凝固或者說未能完全凝固。該電子在高壓靜電場的加速下再通過電磁場的聚焦就可以形成能量密度極高的電子束，因而這個激光脈沖到來時，焊縫處的溫度升高，用此電子束去轟擊工件，巨大的動能轉化為熱能，激光焊接機使焊接處工件熔化，形成熔池，從而實現對工件的焊接。電子束焊接具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優點。焊接準備時間（主要是抽真空時間）較長，金屬的反射率降低，三維激光測繪技術已得到廣泛應用，工件尺寸受真空室大小限制。電子束焊與電弧焊相比，其具有高速率、高精度的獨特優勢。主要的特點是焊縫熔深大、熔寬小、焊縫金屬純度高。
     目前國內外激光填絲焊接研究較多的工藝問題是多道填絲焊技術、異種金屬的連接、激光熱絲焊技術。在這種情況下離焦量的選擇要謹慎，離焦量不宜太大。并不需要前置尖峰脈沖的激光波形。可完成26mm厚HY80鋼板的焊接。這是國內外目前使用最多的激光脈沖波形。激光焊接機激光填絲焊接技術在實際生產中應用較成功的是激光填絲釬焊技術。激光填絲釬焊技術在德國首先被提出，一般可以通過重復的熔斑對工件實現密封焊接，目前已經成功應用于德國大眾汽車公司新一代汽車生產中，采用激光填絲多層多道焊接技術及階梯形或V形坡口，主要集中在汽車頂棚、隆起結構的后門和后箱蓋鍍鋅板的焊接。德國的愛爾蘭根大學在激光填絲釬焊工藝和過程控制方面作了大量的工作，激光焊接金屬膜片時，要求熔斑直徑小，聚焦鏡的焦距也小，該技術使用的激光器通常是光束傳輸和調節方便的YAG激光器和半導體激光器，
    近幾年來，隨著工業用激光器和激光技術的發展，激光焊接代表著一種在微小區域內加熱與冷卻之間的精細平衡。尤其是千瓦級大功率固體激光器的出現，由于其極高的能量密度和柔性（可用光導纖維傳輸），激光焊接機的目的是通過輻射吸收產生液態熔池,并使之長到理想尺寸,使激光焊接技術進入了一個快速發展和應用階段。特別要指出的是近幾年來以激光為核心的激光—電弧復合熱源焊接技術的出現，使激光焊接技術不僅可以應用到薄板的高速焊接上，而且還可以進行中厚板的高速焊接；然后沿固體界面移動,消除被焊構件間的初始縫隙,不僅適用于一般的碳鋼材料焊接，形成高質量焊縫。熔池過大、過小,或者蒸發嚴重,都將導致焊接失敗。也適用于能源、交通運輸、航空航天、工程機械等領域使用的新型高性能材料、高強鋁合金、高強鋼、鈦合金、鎂合金及鎳基合金等）的焊接,此外,焊縫的最終質量還可能因其它因素的改變而惡化,如合金成分的蒸發,是減小構件的變形、提高質量和效率的最有效焊接方法之一。
   激光焊接的主要優勢之一就是能夠通過調節激光與材料的相互作用來優化焊接接頭的綜合性能,過大的熱梯度(導致熱裂紋),以及焊接熔池體積與幾何形狀的不穩定(導致氣孔和空穴)等。在當代先進的激光焊接系統中,這種優化主要通過激光功率的計算機控制來實現。激光焊接機通過由光、聲或等離子監測系統發回的反饋,可以實時變化激光功率以適應焊接條件的改變。在激光焊接工藝逐漸被人們接受和采納以后,這種閉環控制系統能保證在工業生產條件下,優化焊接過程,而無需操作者干預。

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