激光焊接 是一種將材料通過激光產(chǎn)生的高溫熔化進行永久連接,并成為具有設(shè)定功能結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)。焊接加工主要可分為兩類:(1)低能量密度,(2)高能量密度。低能量密度加工就像傳統(tǒng)的電弧和電阻焊接技術(shù)那樣,靠材料表面的熱傳導(dǎo)實現(xiàn)焊接。高能量密度加工則是使用激光加熱材料,稱為小孔效應(yīng),能穿透一定的厚度并可實現(xiàn)二維加熱,在焊點處實現(xiàn)高效的熱傳導(dǎo)。
激光焊接最主要的一個優(yōu)點就是它擁有極小的熱影響區(qū)域(HAZ)和精確的熱量輸入控制,并能精確控制光束的透射位置。這樣便能有效減少熱變形,可對熱敏感材料進行加工,能實現(xiàn)精密焊接。
激光焊接技術(shù)可提供精密的熱量控制,可適用于熱敏感材料加工和精密切割等應(yīng)用。
準(zhǔn)千瓦級激光器的主要應(yīng)用是精密焊接和熱敏感材料加工,如密封,因為一般的聚焦光束直徑約為100微米,使局部的溫度上升到焊接所需的溫度。
我們使用SynradFirestar f400激光器來焊接此不銹鋼片,厚度為0.9 mm (0.036"),兩端精密相接以實現(xiàn)對接型焊接。由于大多數(shù)激光焊接都不需使用焊絲,但如果僅依靠熔融材料來填充焊縫的話,部件上必須沒有任何缺口和縫隙,只有這樣才能形成堅固穩(wěn)定的焊點。與傳統(tǒng)的焊接工藝相比,隔開的焊點能防止工件在焊接過程中分開。
我們使用400W激光器,速度1.9米每分鐘,可實現(xiàn)不銹鋼的穿透焊接(75寸/分- IPM)。使用63.5 mm (2.5")的正彎月透鏡,可獲得100微米 (0.004")的光斑和1.8 mm (0.07")的焦深。
在焊接中,還需使用氬氣作為輔助氣體,流速1.0 SCFM,可防止熔池與周圍氣體發(fā)生反應(yīng)。在這種材料厚度和焊接速度下,亦可使用氦氣作為輔助氣體。如果不銹鋼材料更薄,焊接速度更快,氦氣會使焊縫變得較深。
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