激光焊接原理講解

1、激光焊接是激光材料加工技術(shù)應(yīng)用的重要方面之一，又常稱為激光焊機(jī)、鐳射焊機(jī)，按其工作方式?？煞譃榧す饽＞邿笝C(jī)（手動(dòng)焊接機(jī)）、自動(dòng)激光焊接機(jī)、激光點(diǎn)焊機(jī)、光纖傳輸激光焊接機(jī)，光焊接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(guò)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以達(dá)到焊接的目的。一、激光焊接的主要特性。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(guò)程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過(guò)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

2、。高功率CO2及高功率YAG激光器的出現(xiàn)，開(kāi)辟了激光焊接的新領(lǐng)域。獲得了以小孔效應(yīng)為理論基礎(chǔ)的深熔焊接，在機(jī)械、汽車(chē)、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域獲得了日益廣泛的應(yīng)用。與其它焊接技術(shù)相比，激光焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是：1、速度快、深度大、變形小。2、能在室溫或特殊條件下進(jìn)行焊接，焊接設(shè)備裝置簡(jiǎn)單。例如，激光通過(guò)電磁場(chǎng)，光束不會(huì)偏移；激光在真空、空氣及某種氣體環(huán)境中均能施焊，并能通過(guò)玻璃或?qū)馐该鞯牟牧线M(jìn)行焊接。3、可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對(duì)異性材料施焊，效果良好。4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接時(shí)，深寬比可達(dá)5：1，最高可達(dá)10：1。5、可進(jìn)行微型焊接。激光束經(jīng)聚焦后可獲得很小的光斑，且能精確

3、定位，可應(yīng)用于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的微、小型工件的組焊中。6、可焊接難以接近的部位，施行非接觸遠(yuǎn)距離焊接，具有很大的靈活性。尤其是近幾年來(lái)，在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù)，使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。7、激光束易實(shí)現(xiàn)光束按時(shí)間與空間分光，能進(jìn)行多光束同時(shí)加工及多工位加工，為更精密的焊接提供了條件。但是，激光焊接也存在著一定的局限性：1、要求焊件裝配精度高，且要求光束在工件上的位置不能有顯著偏移。這是因?yàn)榧す饩劢购蠊獍叱哂甏缧?，焊縫窄，為加填充金屬材料。若工件裝配精度或光束定位精度達(dá)不到要求，很容易造成焊接缺憾。2、激光器及其相關(guān)系統(tǒng)的成本較高，一次性投資較大。二、激光焊接熱

4、傳導(dǎo)。激光焊接是將高強(qiáng)度的激光束輻射至金屬表面，通過(guò)激光與金屬的相互作用，使金屬熔化形成焊接。在激光與金屬的相互作用過(guò)程中，金屬熔化僅為其中一種物理現(xiàn)象。有時(shí)光能并非主要轉(zhuǎn)化為金屬熔化，而以其它形式表現(xiàn)出來(lái)，如汽化、等離子體形成等。然而，要實(shí)現(xiàn)良好的熔融焊接，必須使金屬熔化成為能量轉(zhuǎn)換的主要形式。為此，必須了解激光與金屬相互作用中所產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象以及這些物理現(xiàn)象與激光參數(shù)的關(guān)系，從而通過(guò)控制激光參數(shù)，使激光能量絕大部分轉(zhuǎn)化為金屬熔化的能量，達(dá)到焊接的目的。 三、激光焊接的工藝參數(shù)。1、功率密度。功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。采用較高的功率密度，在微秒時(shí)間范圍內(nèi)，表層即可加熱至沸點(diǎn)，

5、產(chǎn)生大量汽化。因此，高功率密度對(duì)于材料去除加工，如打孔、切割、雕刻有利。對(duì)于較低功率密度，表層溫度達(dá)到沸點(diǎn)需要經(jīng)歷數(shù)毫秒，在表層汽化前，底層達(dá)到熔點(diǎn)，易形成良好的熔融焊接。因此，在傳導(dǎo)型激光焊接中，功率密度在范圍在104106W/CM2。2、激光脈沖波形。激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問(wèn)題，尤其對(duì)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，金屬表面將會(huì)有6098%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，金屬反射率的變化很大。3、激光脈沖寬度。脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)

6、。4、離焦量對(duì)焊接質(zhì)量的影響。激光焊接通常需要一定的離做文章一，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過(guò)高，容易蒸發(fā)成孔。離開(kāi)激光焦點(diǎn)的各平面上，功率密度分布相對(duì)均勻。離焦方式有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。按幾何光學(xué)理論，當(dāng)正負(fù)離做文章一相等時(shí)，所對(duì)應(yīng)平面上功率密度近似相同，但實(shí)際上所獲得的熔池形狀不同。負(fù)離焦時(shí)，可獲得更大的熔深，這與熔池的形成過(guò)程有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，激光加熱50200us材料開(kāi)始熔化，形成液相金屬并出現(xiàn)問(wèn)分汽化，形成市壓蒸汽，并以極高的速度噴射，發(fā)出耀眼的白光。與此同時(shí)，高濃度汽體使液相金屬運(yùn)動(dòng)至熔池邊緣，在熔池中心形成凹陷。當(dāng)負(fù)離焦時(shí)，材料內(nèi)部功

7、率密度比表面還高，易形成更強(qiáng)的熔化、汽化，使光能向材料更深處傳遞。所以在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)要求熔深較大時(shí)，采用負(fù)離焦；焊接薄材料時(shí)，宜用正離焦。四、激光焊接工藝方法。1、片與片間的焊接。包括對(duì)焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4種工藝方法。2、絲與絲的焊接。包括絲與絲對(duì)焊、交叉焊、平行搭接焊、T型焊等4種工藝方法。3、金屬絲與塊狀元件的焊接。采用激光焊接可以成功的實(shí)現(xiàn)金屬絲與塊狀元件的連接，塊狀元件的尺寸可以任意。在焊接中應(yīng)注意絲狀元件的幾何尺寸。4、不同金屬的焊接。焊接不同類型的金屬要解決可焊性與可焊參數(shù)范圍。不同材料之間的激光焊接只有某些特定的材料組合才有可能。五、激光釬焊。有些元件的

8、連接不宜采用激光熔焊，但可利用激光作為熱源，施行軟釬焊與硬釬焊，同樣具有激光熔焊的優(yōu)點(diǎn)。采用釬焊的方式有多種，其中，激光軟釬焊主要用于印刷電路板的焊接，尤其實(shí)用于片狀元件組裝技術(shù)。采用激光軟釬焊與其它方式相比有以下優(yōu)點(diǎn)：、由于是局部加熱，元件不易產(chǎn)生熱損傷，熱影響區(qū)小，因此可在熱敏元件附近施行軟釬焊。2、用非接觸加熱，熔化帶寬，不需要任何輔助工具，可在雙面印刷電路板上雙面元件裝備后加工。3、重復(fù)操作穩(wěn)定性好。焊劑對(duì)焊接工具污染小，且激光照射時(shí)間和輸出功率易于控制，激光釬焊成品率高。4、激光束易于實(shí)現(xiàn)分光，可用半透鏡、反射鏡、棱鏡、掃描鏡等光學(xué)元件進(jìn)行時(shí)間與空間分割，能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同時(shí)對(duì)稱焊。5、激

9、光釬焊多用波長(zhǎng)1.06um的激光作為熱源，可用光纖傳輸，因此可在常規(guī)方式不易焊接的部位進(jìn)行加工，靈活性好。6、聚焦性好，易于實(shí)現(xiàn)多工位裝置的自動(dòng)化。六、激光深熔焊。1、冶金過(guò)程及工藝?yán)碚摗＜す馍钊酆敢苯鹞锢磉^(guò)程與電子束焊極為相似，即能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過(guò)“小孔”結(jié)構(gòu)來(lái)完成的。在足夠高的功率密度光束照射下，材料產(chǎn)生蒸發(fā)形成小孔。這個(gè)充滿蒸汽的小孔猶如一個(gè)黑體，幾乎全部吸收入射光線的能量，孔腔內(nèi)平衡溫度達(dá)25000度左右。熱量從這個(gè)高溫孔腔外壁傳遞出來(lái)，使包圍著這個(gè)孔腔的金屬熔化。小孔內(nèi)充滿在光束照射下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態(tài)金屬四周即圍著固體材料?？妆谕庖后w流動(dòng)和

10、壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動(dòng)態(tài)平衡。光束不斷進(jìn)入小孔，小孔外材料在連續(xù)流動(dòng)，隨著光束移動(dòng)，小孔始終處于流動(dòng)的穩(wěn)定態(tài)。就是說(shuō)，小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導(dǎo)光束前進(jìn)速度向前移動(dòng)，熔融金屬填充著小孔移開(kāi)后留下的空隙并隨之冷凝，焊縫于是形成。2、影響因素。對(duì)激光深熔焊產(chǎn)生影響的因素包括：激光功率，激光束直徑，材料吸收率，焊接速度，保護(hù)氣體，透鏡焦長(zhǎng)，焦點(diǎn)位置，激光束位置，焊接起始和終止點(diǎn)的激光功率漸升、漸降控制。3、激光深熔焊的特征及優(yōu)點(diǎn)。特征：（1）高的深寬比。因?yàn)槿廴诮饘賴鴪A柱形高溫蒸汽腔體形成并延伸向工件，焊縫就變得深而窄。（2）最小熱輸入。因?yàn)樵辞粶囟群芨撸刍^(guò)

11、程發(fā)生得極快，輸入工件熱量極低，熱變形和熱影響區(qū)很小。（3）高致密性。因?yàn)槌錆M高溫蒸汽的小孔有利于熔接熔池?cái)嚢韬蜌怏w逸出，導(dǎo)致生成無(wú)氣孔熔透焊接。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微細(xì)化。（4）強(qiáng)固焊縫。（5）精確控制。（6）非接觸，大氣焊接過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：（1）由于聚焦激光束比常規(guī)方法具有高得多的功率密度，導(dǎo)致焊接速度快，熱影響區(qū)和變形都較小，還可以焊接鈦、石英等難焊材料。（2）因?yàn)楣馐菀讉鬏敽涂刂?，又不需要?jīng)常更換焊炬、噴嘴，顯著減少停機(jī)輔助時(shí)間，所以有荷系數(shù)和生產(chǎn)效率都高。（3）由于純化作用和高的冷卻速度，焊縫強(qiáng)，綜合性能高。（4）由于平衡熱輸入低，加工精度高，可減少再加工費(fèi)用。另外，激光焊接

12、的動(dòng)轉(zhuǎn)費(fèi)用也比較低，可以降低生產(chǎn)成本。（5）容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)光束強(qiáng)度與精細(xì)定位能進(jìn)行有效的控制。4、激光深熔焊設(shè)備。激光深熔焊通常選用連續(xù)波CO2激光器，這類激光器能維持足夠高的輸出功率，產(chǎn)生“小孔”效應(yīng)，熔透整個(gè)工件截面，形成強(qiáng)韌的焊接接頭。就激光器本身而言，它只是一個(gè)能產(chǎn)生可作為熱源、方向性好的平行光束的裝置。如果把它導(dǎo)向和有效處理后射向工件，其輸入功率就具有強(qiáng)的相容性，使之能更好的適應(yīng)自動(dòng)化過(guò)程。為了有效實(shí)施焊接，激光器和其他一些必要的光學(xué)、機(jī)械以及控制部件一起共同組成一個(gè)大的焊接系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)包括激光器、光束傳輸組件、工件的裝卸和移動(dòng)裝置，還有控制裝置。這個(gè)系統(tǒng)可以是僅由操作者簡(jiǎn)單地

13、手工搬運(yùn)和固定工件，也可以是包括工件能自動(dòng)的裝、卸、固定、焊接、檢驗(yàn)。這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施的總要求是可獲得滿意的焊接質(zhì)量和高的生產(chǎn)效率。 七、鋼鐵材料的激光焊接。1、碳鋼及普通合金鋼的激光焊接?？偟恼f(shuō)，碳鋼激光焊接效果良好，其焊接質(zhì)量取決于雜質(zhì)含量。就象其它焊接工藝一樣，硫和磷是產(chǎn)生焊接裂紋的敏感因素。為了獲得滿意的焊接質(zhì)量，碳含量超過(guò)0.25%時(shí)需要預(yù)熱。當(dāng)不同含碳量的鋼相互焊接時(shí)，焊炬可稍偏向低碳材料一邊，以確保接頭質(zhì)量。低碳沸騰鋼由于硫、磷的含量高，并不適合激光焊接。低碳鎮(zhèn)靜鋼由于低的雜質(zhì)含量，焊接效果就很好。中、高碳鋼和普通合金鋼都可以進(jìn)行良好的激光焊接，但需要預(yù)熱和焊后處理，以消除應(yīng)

14、力，避免裂紋形成。2、不銹鋼的激光焊接。一般的情況下，不銹鋼激光焊接比常規(guī)焊接更易于獲得優(yōu)質(zhì)接頭。由于高的焊接速度熱影響區(qū)很小，敏化不成為重要問(wèn)題。與碳鋼相比，不銹鋼低的熱導(dǎo)系數(shù)更易于獲得深熔窄焊縫。3、不同金屬之間的激光焊接。激光焊接極高的冷卻速度和很小的熱影響區(qū)，為許多不同金屬焊接融化后有不同結(jié)構(gòu)的材料相容創(chuàng)造了有利條件?，F(xiàn)已證明以下金屬可以順利進(jìn)行激光深熔焊接：不銹鋼低碳鋼，416不銹鋼310不銹鋼，347不銹鋼HASTALLY鎳合金，鎳電極冷鍛鋼，不同鎳含量的雙金屬帶。激光焊接技術(shù)原理：激光焊接是把能量密度很高的激光束照射到工件上，使工件受熱熔化，然后冷卻得到焊縫。激光焊接技術(shù)特點(diǎn)：激

15、光焊接具有溶池凈化效應(yīng)，能純凈焊縫金屬，適用于相同或不同材質(zhì)、厚度的金屬間的焊接，對(duì)高熔點(diǎn)、高反射率、高導(dǎo)熱率和物理特性相差很大的金屬焊接特別有利。激光束可以被聚得很細(xì)，光斑能量密度很高，幾乎可以氣化所有的材料，有廣泛的適用性；激光功率可控，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；激光束功率密度很高，焊縫熔深大，速度快，效率高；激光焊縫窄，熱影響區(qū)很小，工件變形很小，可實(shí)現(xiàn)精密焊接；激光焊縫組織均勻，晶粒很小，氣孔少，夾雜缺陷少，在機(jī)械性能、抗蝕性能和電磁學(xué)性能上優(yōu)于常規(guī)焊接方法。激光電弧復(fù)合是激光焊接的主要手段，通過(guò)激光與電弧的相互影響，產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。深熔焊接時(shí)，激光產(chǎn)生的等離子體有利于電弧的穩(wěn)定；可提高加工

16、效率；可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性；可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性。激光焊接技術(shù)應(yīng)用：鋁質(zhì)車(chē)身數(shù)量的增長(zhǎng)，將加速激光焊接在汽車(chē)制造中的應(yīng)用。奧迪公司A2型轎車(chē)全鋁車(chē)身采用激光焊接的部件，其焊縫總長(zhǎng)達(dá)30m。鋁材料使用激光焊的主要優(yōu)點(diǎn)是：焊接速度快。與傳統(tǒng)的車(chē)身點(diǎn)焊技術(shù)相比，經(jīng)激光焊接的部位，其強(qiáng)度和剛性更好。此外，激光焊可省掉焊接凸緣，這無(wú)疑可減少材料消耗，有利于汽車(chē)自身重量的下降。激光焊既可使鋁薄板與鋁薄板（件）之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，亦可使鋁薄板（件）與鋁鑄件相聯(lián)接。另一種應(yīng)用就是對(duì)塑料件進(jìn)行激光束透射焊接。如將一種透明的塑料件與另一種帶有吸附充填材料的塑料件相聯(lián)接。激光束穿透上部透

17、明的塑料件，使下部連接件瞬間熔化，通過(guò)熔化膨脹將上部件濕潤(rùn)并局部熔化，上下零件焊接在一起。BLZ開(kāi)發(fā)出一種安全氣囊控制裝置的（塑料）外殼激光束透射焊接技術(shù)，采用的是二極管激光器，與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)相比，不僅工藝過(guò)程柔性高，而且電子部件也很少受到焊接過(guò)程產(chǎn)生的機(jī)械和熱損害。 最近，德國(guó)弗朗霍夫?qū)W會(huì)德累斯頓材料及射束工藝研究所研發(fā)出一種感應(yīng)輔助式激光束焊接新工藝，偉世通公司已將之應(yīng)用于福特公司轎車(chē)驅(qū)動(dòng)軸的焊接（這種驅(qū)動(dòng)軸目前的年產(chǎn)量為45萬(wàn)件），此軸的材料為C3826Mn5組合式材料。采用感應(yīng)輔助式激光束焊接，不僅工件變形小，而且減少了后序的加工工作量激光基本原理LASER是什么意思 Li

18、ght Amplification by Stimulated Emission of Radiation(通過(guò)誘導(dǎo)放出實(shí)現(xiàn)光能增幅的英語(yǔ)縮寫(xiě)。 2、激光產(chǎn)生的原理 激光“受激輻射放大”是通過(guò)強(qiáng)光照射激光發(fā)生介質(zhì)，使介質(zhì)內(nèi)部原子的電子獲得能量，受激而使電子運(yùn)動(dòng)軌道發(fā)生遷移，由低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子，受外界輻射感應(yīng)，使處于激發(fā)態(tài)的原子躍遷到低能態(tài)，同時(shí)發(fā)出一束光；這束光在頻率、相位、傳播方向、偏振等方面和入射光完全一致，此時(shí)的光為受激輻射光。為了得到高能量密度、高指向性的激光，必須要有封閉光線的諧振腔，使觀光束在置于激光發(fā)生介質(zhì)兩側(cè)的反射鏡之間往復(fù)振蕩，進(jìn)而提高光

19、強(qiáng)，同時(shí)提高光的方向。含有釹（ND）的YAG結(jié)晶體發(fā)生的激光是一種人眼看不見(jiàn)的波長(zhǎng)為1.064um的近紅外光。這種光束在微弱的受激發(fā)情況下，也能實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)振。YAG晶體是寶石釔鋁石榴石的簡(jiǎn)稱，具有優(yōu)異的光學(xué)特性，是最佳的激光發(fā)振用結(jié)晶體。3、滋光的主要特長(zhǎng) a、單色性激光不是已許多不同的光混一合而成的，它是最純的單色光（彼長(zhǎng)、頻率） b、方向性橄光傳播時(shí)基本不向外擴(kuò)散。 c、相千性徽光的位相（波峰和波谷）很有規(guī)律，相干性好。d、高輸出功率一用透鏡聚焦激光后，所得到的能量密度是太陽(yáng)光的幾百倍。  二、YAG激光焊接  激光焊接

20、是利用激光束優(yōu)異的方向性和高功么密度等特點(diǎn)進(jìn)行工作。通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦在很小的區(qū)域內(nèi)，在極短的時(shí)間內(nèi)使被焊處形成一個(gè)能量高度集中的熱源區(qū)，從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點(diǎn)和焊縫。           常用的激光焊接方式有兩種：脈沖激光焊和連續(xù)激光焊。前者主要用于單點(diǎn)固定連續(xù)和薄件材料的焊接。后者主要用于大厚件的焊接和切割。激光焊接加工方法的特征非接觸加工，不需對(duì)工件加壓和進(jìn)行表面處理。 B、焊點(diǎn)小、能量密度高、適合于高速加工。 C、短時(shí)間焊接，既對(duì)外界無(wú)熱影響

21、，又對(duì)材料本身的熱變形及熱影響區(qū)小，尤其適合加工高熔點(diǎn)、高硬度、特種材料。 D、不需要填充金屬、不需要真空環(huán)境（可在空氣中直接進(jìn)行）、不會(huì)像電子束那樣在空氣中產(chǎn)生X射線的危險(xiǎn)。 E、與接觸焊工藝相比無(wú)電極、工具等的磨損消耗。 F、無(wú)加工噪音，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 G、微小工件也可加工。此外，還可通過(guò)透明材料的壁進(jìn)行焊接。   H、可通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、普通方法難以達(dá)到的部位、多路同時(shí)或分時(shí)焊接。很容易改變激光輸出焦距及焊點(diǎn)位置。很容易搭載到自動(dòng)機(jī)、機(jī)器人裝置上。對(duì)帶絕緣層的導(dǎo)體可直接進(jìn)行焊接，對(duì)性能相差較大的異種金屬也可焊接。脈沖

22、激光焊接的機(jī)理脈沖激光焊接可分為傳熱溶化焊接和深穿入熔化焊接.傳熱溶化焊接是指當(dāng)激光束照射到材料的表面上時(shí)，材料吸收光能而加熱熔化。材料表面層的熱以傳導(dǎo)方式繼續(xù)向材料深處傳遞，直至將兩個(gè)待焊件的接觸面互溶并焊接在一起。深穿入熔化焊接是指當(dāng)更大功率密度的激光束照射到材料上時(shí)，材料被加工熔化以至氣化，產(chǎn)生較大的蒸汽壓，在蒸汽的壓力的作用下，溶化金屬被擠在周?chē)拐丈涮帲ㄈ鄢兀┏尸F(xiàn)出一個(gè)凹坑，隨著激光束的繼續(xù)照射，凹坑越來(lái)越深，并穿入到另一個(gè)工件中。激光停止照射后，被排擠在凹坑周?chē)娜芑饘僦匦铝骰氐桨伎永?，凝固后將工件焊接在一? 這兩種激光焊接機(jī)理，與功率密度、照射時(shí)間、材料性質(zhì)、焊接方式等因素有

23、關(guān)。當(dāng)功率密度較低、照射時(shí)間較長(zhǎng)而焊件較薄時(shí)，通常以傳熱溶化機(jī)理為主進(jìn)行。反之，則是以深穿入熔化機(jī)理為主進(jìn)行。一、工藝特點(diǎn)及其影響因素  1、激光的投入能量密度。調(diào)整激光照射能量密度的方法主要有：    A、調(diào)整激光輸出能量（調(diào)整激發(fā)電壓）    B、調(diào)整光斑大小（調(diào)節(jié)出射焦距）   C、改變光斑中的能量分布（改變光纖類型：峰形輸出型GI型光纖、梯形輸出型SI型光纖）   D、改變出射脈沖的寬度和波形2、材料反射率  

24、; 大多數(shù)金屬在激光開(kāi)始照射時(shí)，會(huì)將大部分激光能量反射掉，所以，焊接過(guò)程開(kāi)始的瞬間，要相應(yīng)提高光束的功率。采用脈 沖激光縫悍二藝時(shí)，可以通過(guò)接入引弧板來(lái)保證整個(gè)焊接段的品質(zhì)一致性。當(dāng)金屬表面開(kāi)始熔化或汽化后，其反射率迅速降低。          二、影響材料對(duì)激光束吸收的主要因素        1、溫度         

25、;  室溫時(shí)金屬材料兩激光的吸收率一般在20以下；當(dāng)金屬溫度達(dá)到烙點(diǎn)產(chǎn)生熔融和氣化后吸收率上升到4050%；當(dāng)接近沸點(diǎn)        時(shí)吸收率可高達(dá)90%。        材料的直流電阻率        材料對(duì)激光的吸收率與材料的直流電阻率的平方根成正比、與激光彼長(zhǎng)的平方根成反比關(guān)系。    

26、60;      2、激光束的入射角           入射角越大，吸收率越小。當(dāng)激光垂直于金屬表面照射時(shí)，金屬對(duì)激光的吸收率最大。但通常為了保護(hù)激光出射鏡頭，需要        維持一定的入射角。            村料的

27、表面狀態(tài)           為了低反射率，可在金屬表面涂上薄薄一層全屬粉，但兩者必須是能夠形成合金的。如飯、金、銀可覆蓋薄銳層，此時(shí)在同        樣熔深的情況下，焊接所需的能量大約為原來(lái)銅、金、銀所需的四分一。          3、聚焦性和離焦量     &#

28、160;     品質(zhì)優(yōu)良的YAG激光焊接裝置，其聚焦性（光斑大?。┦峭ㄟ^(guò)裝置本身的光路同軸精度、輸出光纖和出射頭的成像比等來(lái)保        證。           以激光出射焦點(diǎn)正好落在工作上面時(shí)的位置為零。離焦量是指焦點(diǎn)離開(kāi)這個(gè)零點(diǎn)的距離量。焦點(diǎn)位置超過(guò)零點(diǎn)位置時(shí)叫負(fù)離       

29、; 焦（焦點(diǎn)深入到工件內(nèi)部），其距離值為負(fù)離焦量。反之，焦點(diǎn)不到零點(diǎn)的距離數(shù)值為正離焦量。要獲得較大的熔深，可將焦點(diǎn)        位置選擇在工件內(nèi)部某一位置上，即采用負(fù)離焦量進(jìn)行焊接。        4、焊接的穿入深度           脈沖激光焊接時(shí)，主要是以傳熱熔化方式進(jìn)行的。激光束本身對(duì)金屬的直接穿入深度是有

30、限的，其主要取決于材料的導(dǎo)溫系        數(shù)（導(dǎo)溫系數(shù)大的則穿入深度大），而不是激光器的功率大小。          內(nèi)部構(gòu)造及電氣示意圖  三、維護(hù)及保養(yǎng)       1、消耗品的更換          純水、離子交換樹(shù)脂、水過(guò)濾器、勵(lì)起燈、保護(hù)鏡片&#

31、160;      2、點(diǎn)檢              A、激光發(fā)振調(diào)整          B、激光入射調(diào)整          C、光纖入射調(diào)整    

32、0;      D、能量平衡調(diào)整 一、焊接品質(zhì)檢查           焊接品質(zhì)的檢驗(yàn)，一般有目視檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)兩種方法。           目視檢驗(yàn)是對(duì)圖1所示的各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。若利用顯微（鏡）照片進(jìn)行金相檢驗(yàn)，則需切斷提取出焊接熔核部分并研磨腐    

33、0;   蝕（見(jiàn)圖2所示）。但是，若只經(jīng)過(guò)外觀檢驗(yàn)就下結(jié)論則還不充分，請(qǐng)務(wù)必進(jìn)行一下破壞性實(shí)驗(yàn)。           破壞性檢驗(yàn)通常是進(jìn)行撕開(kāi)實(shí)驗(yàn)，如圖3、4所示，撕開(kāi)焊接母材進(jìn)行確認(rèn)（一側(cè)出現(xiàn)圓形孔洞，另一側(cè)出現(xiàn)鈕扣狀殘留物）        另外，也有利用拉伸儀進(jìn)行拉伸強(qiáng)度檢驗(yàn)的方法。  三、維護(hù)及保養(yǎng)    

34、60;  1、消耗品的更換          純水、離子交換樹(shù)脂、水過(guò)濾器、勵(lì)起燈、保護(hù)鏡片       2、點(diǎn)檢              A、激光發(fā)振調(diào)整         &#

35、160;B、激光入射調(diào)整          C、光纖入射調(diào)整           D、能量平衡調(diào)整 一、焊接品質(zhì)檢查           焊接品質(zhì)的檢驗(yàn)，一般有目視檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)兩種方法。      

36、0;    目視檢驗(yàn)是對(duì)圖1所示的各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)。若利用顯微（鏡）照片進(jìn)行金相檢驗(yàn)，則需切斷提取出焊接熔核部分并研磨腐        蝕（見(jiàn)圖2所示）。但是，若只經(jīng)過(guò)外觀檢驗(yàn)就下結(jié)論則還不充分，請(qǐng)務(wù)必進(jìn)行一下破壞性實(shí)驗(yàn)。           破壞性檢驗(yàn)通常是進(jìn)行撕開(kāi)實(shí)驗(yàn)，如圖3、4所示，撕開(kāi)焊接母材進(jìn)行確認(rèn)（一側(cè)出現(xiàn)圓形孔洞，另一側(cè)出現(xiàn)鈕扣狀殘留物） &#

37、160;      另外，也有利用拉伸儀進(jìn)行拉伸強(qiáng)度檢驗(yàn)的方法。二、品質(zhì)保證手段           電阻點(diǎn)焊方法雖然是最適合于大量生產(chǎn)的焊接手段，但是若品質(zhì)管理不當(dāng)就會(huì)引起巨大的損失。目前，由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線非        破壞性焊接品質(zhì)檢驗(yàn)，因此有必要加強(qiáng)對(duì)品質(zhì)保證的管理。        1、壓力檢測(cè)        &#