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激光焊接的定義:
激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一。20世紀(jì)70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接過程屬熱傳導(dǎo)型,即激光輻射加熱工件表面,表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散,通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù),使工件熔化,形成特定的熔池。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。
激光焊接的分類:
一、按控制方式可分:手動式激光焊接機(jī),自動激光焊接機(jī),振鏡式激光焊接機(jī)
二、按激光器可分:YAG激光焊接機(jī),半導(dǎo)體激光焊接機(jī),光纖激光焊接。
激光焊接有兩種基本模式:激光熱導(dǎo)焊和激光深熔焊,前者所用激光功率密度較低(105~106W/cm2),工件吸收激光后,僅達(dá)到表面熔化,然后依靠熱傳導(dǎo)向工件內(nèi)部傳遞熱量形成熔池。這種焊接模式熔深淺,深寬比較小。后者激光功率密度高(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(nèi)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。這種焊接模式熔深大,深寬比也大。在機(jī)械制造領(lǐng)域,除了那些微薄零件之外,一般應(yīng)選用深熔焊。
深熔焊過程產(chǎn)生的金屬蒸氣和保護(hù)氣體,在激光作用下發(fā)生電離,從而在小孔內(nèi)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(dá)工件的激光能量。并影響光束的聚焦效果、對焊接不利。通??奢o加側(cè)吹氣驅(qū)除或削弱等離子體。小孔的形成和等離子體效應(yīng),使焊接過程中伴隨著具有特征的聲、光和電荷產(chǎn)生,研究它們與焊接規(guī)范及焊縫質(zhì)量之間的關(guān)系,和利用這些特征信號對激光焊接過程及質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控,具有十分重要的理論意義和實(shí)用價值。