激光焊接機分類方式和滲透領(lǐng)域

德威機械

       隨著科技的不斷發(fā)展，激光焊接機的應用范圍越來越廣，逐步滲透到各個行業(yè)中領(lǐng)域，而且激光焊接機，又常稱為激光焊機、鐳射焊機，是激光材料加工用的機器，按激光器可以有兩大類：一類是固體激光器，又稱Nd:YAG激光器。Nd（釹）是一種稀土族元素，YAG代表釔鋁柘榴石，晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石類似。Nd:YAG激光器波長為1.06μm，首要長處是發(fā)生的光束能夠經(jīng)過光纖傳送，因而能夠省往雜亂的光束傳送系統(tǒng)，適用于柔性制作系統(tǒng)或長途加工，通常用于焊接精度需求比較高的工件。轎車產(chǎn)業(yè)常用輸出功率為3-4千瓦的Nd:YAG激光器。另一類是氣體激光器，又稱CO2激光器，分子氣體作作業(yè)介質(zhì)，發(fā)生均勻為10.6μm的紅外激光，能夠接連作業(yè)并輸出很高的功率，規(guī)范激光功率在2-5千瓦之間。按其工作方式分為激光模具燒焊機、自動激光焊接機、激光點焊機、光纖傳輸激光焊接機，光焊接是利用高能量的激光脈沖對材料進行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激光輻射的能量通過熱傳導向材料的內(nèi)部擴散，將材料熔化后形成特定熔池以達到焊接的目的。 與其它傳統(tǒng)焊接技能比較，激光焊接的首要長處是： 1、激光聚集后，功率密度高，在高功率器材焊接時，深寬比可達5：1，可達10：1。 2、速度快、深度大、變形小。 3、可焊接難熔資料如鈦、石英等，并能對異性資料施焊，效果杰出。 4、能在室溫或特殊條件下進行焊接，焊接設備設備簡略。例如，激光經(jīng)過電磁場，光束不會偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能經(jīng)過玻璃或?qū)馐该鞯馁Y料進行焊接。 5、可進行微型焊接。激光束經(jīng)聚集后可取得很小的光斑，且能精確定位，可使用于大批量自動化出產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。 6、激光束易實現(xiàn)光束按時刻與空間分光，能進行多光束一起加工及多工位加工，為更精細的焊接供給了條件。 7、可焊接難以接近的部位，實施非觸摸遠間隔焊接，具有很大的靈活性。尤其是近幾年來，在YAG激光加工技能中選用了光纖傳輸技能，使激光焊接技能取得了更為廣泛的推行和使用。 可是，激光焊接也存在著必定的局限性： 1、需求焊件安裝精度高，且需求光束在工件上的方位不能有顯著偏移。這是由于激光聚集后光斑尺雨寸小，焊縫窄，為加填充金屬資料。若工件安裝精度或光束定位精度達不到需求，很容易構(gòu)成焊接缺點。 2、激光器及其有關(guān)系統(tǒng)的成本較高，一次性投資較大。 激光焊接的技能參數(shù) （1）激光脈沖寬度 脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它既是差異于資料去掉和資料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設備造價及體積的要害參數(shù)。 （2）功率密度 功率密度是激光加工中最要害的參數(shù)之一。選用較高的功率密度，在微秒時刻規(guī)模內(nèi)，表層即可加熱至沸點，發(fā)生很多汽化。因而，高功率密度關(guān)于資料去掉加工，如打孔、切開、雕琢有利。關(guān)于較低功率密度，表層溫度到達沸點需求經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層到達熔點，易構(gòu)成杰出的熔融焊接。因而，在傳導型激光焊接中，功率密度在規(guī)模在104~106W/cm2。 （3）離焦量對焊接質(zhì)量的影響 由于激光焦點處光斑基地的功率密度過高，容易蒸騰成孔。離開激光焦點的各平面上，功率密度散布相對均勻。離焦方法有兩種：正離焦與負離焦。焦平面坐落工件上方為正離焦，反之為負離焦。按幾許光學理論，當正負離焦平面與焊接平面間隔持平時，所對應平面上功率密度近似一樣，但實際上所取得的熔池形狀不一樣。負離焦時，可取得更大的熔深，這與熔池的構(gòu)成進程有關(guān)。 （4）激光脈沖波形 激光脈沖波形在激光焊接中是一個重要問題，尤其關(guān)于薄片焊接更為重要。當高強度激光束射至資料外表，金屬外表將會有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨外表溫度改變。在一個激光脈沖效果期間內(nèi)，金屬反射率的改變很大。 激光焊接的使用范疇 激光焊接在制作行業(yè)、粉末冶金范疇、轎車工業(yè)、電子工業(yè)以及其他范疇都有廣泛的使用。 激光焊技能在轎車范疇的使用 當前，德國群眾轎車公司在AudiA6、GolfA4、Passat等品牌的車頂均選用激光焊接，寶馬、通用公司在車架頂部也選用激光焊接，德國奔跑公司則選用激光焊接傳動部件。 除了激光焊接，其他激光技能也得到了廣泛使用：群眾、通用、奔跑、日產(chǎn)公司使用了激光技能切開覆蓋件，菲亞特和豐田公司使用激光涂覆發(fā)動機排氣閥，群眾公司則對發(fā)動機凸輪軸進行激光外表硬化處理。 從當前國內(nèi)的狀況來看，國際品牌的國產(chǎn)化車型：帕薩特、波羅、途安、奧迪、春風美麗、福克斯等都已經(jīng)選用激光焊接技能，其中一汽群眾奧迪A6頂蓋和寶來后蓋選用激光焊接，速騰和途安的車身激光焊縫長度分別到達30、40m。此外，國內(nèi)自立轎車品牌的華晨、奇瑞、吉祥轎車也相繼在其新車型上使用激光焊接技能。 改進和開展激光焊接的新技能 跟著年代的前進，激光焊接的技能也在不斷開展中，以下幾項技能有助拓展激光焊接的使用規(guī)模及提高激光焊接自動操控水平。 1、光束旋轉(zhuǎn)激光焊 使激光束旋轉(zhuǎn)進行焊接的方法，也可大大下降焊件安裝以及光束對中的需求。例如在2mm厚高強合金鋼板對接時，允許對縫安裝空隙從0.14mm增大到0.25mm；而對4mm厚的板，則從0.23mm增大到0.30mm。光束基地與焊縫基地的對準允許差錯從0.25mm添加至0.5mm。 2、填充焊絲激光焊 激光焊接通常不填充焊絲，但對焊件安裝空隙需求很高，實際出產(chǎn)中有時很難確保，約束了其使用規(guī)模。選用填絲激光焊，可大大下降對安裝空隙的需求。例如板厚2mm的鋁合金板，如不選用填充焊絲，板材空隙必須為零才干取得杰出的成形，如選用φ1.6mm的焊絲做為填充金屬，即便空隙增至1.0mm，也可確保焊縫杰出的成形。此外，填充焊絲還能夠調(diào)整化學成分或進行厚板多層焊。 3．激光焊接質(zhì)量在線檢查與操控 使用等離子體的光、聲、電荷信號對激光焊接進程進行檢查，這些年已成為國內(nèi)外研討的熱門，少量研討成果已到達了閉環(huán)操控的程度。