焊接方法與設備其他焊接方法課件

1、n電渣焊n螺栓焊n電子束焊n激光焊接n摩擦焊接n高頻焊接第一節(jié) 電渣焊第一節(jié) 電渣焊原理及分類第一節(jié) 電渣焊原理及分類第一節(jié) 電渣焊原理及分類第一節(jié) 電渣焊原理及分類第二節(jié) 螺柱焊第二節(jié) 螺柱焊定義及原理螺栓板接觸面電弧熔化區(qū)力力第二節(jié) 螺柱焊特點及分類第二節(jié) 螺柱焊特點及分類第二節(jié) 螺柱焊特點及分類第二節(jié) 螺柱焊特點及分類第二節(jié) 螺柱焊特點及分類第二節(jié) 螺柱焊特點及分類第二節(jié) 螺柱焊特點及分類第三節(jié) 高能束焊接第三節(jié) 高能束焊接電子束焊第三節(jié) 高能束焊接電子束焊第三節(jié) 高能束焊接電子束焊第三節(jié) 高能束焊接電子束焊第三節(jié) 高能束焊接激光焊一、激光焊接原理一、激光焊接原理 熱導焊接 深熔焊接 熱

2、導焊焊縫 深熔焊焊縫 激光焊接原理及應用激光焊接原理及應用二、激光深熔焊的幾何特征、熔池流動、小孔對光吸收二、激光深熔焊的幾何特征、熔池流動、小孔對光吸收 激光深熔焊幾何特征1 激光束 2 焊接熔池 3 小孔 4 焊縫寬度 5 熔池深度激光深熔焊腔內(nèi)液體金屬的流動1 激光束 2 小孔后部流動區(qū) 3 小孔內(nèi)流動區(qū) 小孔內(nèi)激光的吸收過程1 激光束 2 等離子體3 熔池后部熔化區(qū)4 焊件運動方向 激光束基本特性激光束基本特性 單色性好、方向性好、亮度高、相干性好。單色性好、方向性好、亮度高、相干性好。1、單色性、單色性 激光中單色性最好的是氣體激光器產(chǎn)生的激光。激光中單色性最好的是氣體激光器產(chǎn)生的激

3、光。 He-NeHe-Ne激光器產(chǎn)生的激光器產(chǎn)生的632.8nm632.8nm譜線，線寬只有譜線，線寬只有1010-9-9nmnm。 普通光源中單色性最好的用來作為長度基準器的氪燈普通光源中單色性最好的用來作為長度基準器的氪燈(Kr(Kr8686) )，其譜線寬度為其譜線寬度為4.74.71010-3-3nmnm。 激光的單色性比一般光要高出激光的單色性比一般光要高出10106 610107 7倍以上倍以上 . . 自然光由波場范圍較寬的光構成，自然光由波場范圍較寬的光構成，激光的譜線展寬極小，具有很好的單色激光的譜線展寬極小，具有很好的單色性。性。 單色性決定物質(zhì)對激光能量的吸收單色性決定物

4、質(zhì)對激光能量的吸收和精細聚焦的可能性；和精細聚焦的可能性；CO2：10.6m CO： 5.4m YAG：1.06m 準分子：準分子：0.24m；激光自然光波長能量2、方向性好、亮度高、方向性好、亮度高 從光源發(fā)出的激光平行傳播的程度成為方向性。從光源發(fā)出的激光平行傳播的程度成為方向性。 激光器輸出的光束發(fā)散角度很小，可以小于或等于激光器輸出的光束發(fā)散角度很小，可以小于或等于10-310-5弧度。弧度。 激光通過直徑為激光通過直徑為D的孔徑時，由于衍射會產(chǎn)生一定發(fā)散：的孔徑時，由于衍射會產(chǎn)生一定發(fā)散：激光的方向性帶來兩個結(jié)果：激光的方向性帶來兩個結(jié)果： 光源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。光

5、源表面的亮度高；被照射地方光的照度大。 一個具有一個具有10mW功率的功率的He-Ne激光器可產(chǎn)生比太陽高幾千倍的亮度，激光器可產(chǎn)生比太陽高幾千倍的亮度，可在屏幕上形成面積很小但照度很大的光斑?？稍谄聊簧闲纬擅娣e很小但照度很大的光斑。3、相干性好相干性好 以適當方法將統(tǒng)一光源發(fā)出的光分成兩束，再以適當方法將統(tǒng)一光源發(fā)出的光分成兩束，再 使兩束光重使兩束光重 合便產(chǎn)生明暗相間的條紋，這就是合便產(chǎn)生明暗相間的條紋，這就是 光的干涉。光的干涉。 自然光由無數(shù)的原子與分子發(fā)射，產(chǎn)生波長各不相同的雜亂自然光由無數(shù)的原子與分子發(fā)射，產(chǎn)生波長各不相同的雜亂光，合成后不能形成整齊有序的大振幅光波。光，合成后不

6、能形成整齊有序的大振幅光波。 激光的相位在時間上是保持不變的，合成后能形成相位整齊、激光的相位在時間上是保持不變的，合成后能形成相位整齊、規(guī)則有序的大振幅光波。規(guī)則有序的大振幅光波。 第三節(jié) 高能束焊接激光焊遠距離焊接系統(tǒng)原理激光焊接的主要問題：激光焊接的主要問題：設備貴設備貴反射問題反射問題組裝定位組裝定位合金元素的揮發(fā)合金元素的揮發(fā) 焊接過程中一些高揮發(fā)性的合金元素焊接過程中一些高揮發(fā)性的合金元素( (如如硫和磷硫和磷) )從熔池中揮發(fā)出來，會導致氣孔的產(chǎn)生，而且有很可從熔池中揮發(fā)出來，會導致氣孔的產(chǎn)生，而且有很可能產(chǎn)生咬邊。能產(chǎn)生咬邊。冷卻速度非?？炖鋮s速度非?？?材料的含碳量成為一個非

7、常重要的影響參材料的含碳量成為一個非常重要的影響參數(shù)，對材料的脆化、微裂紋及疲勞強度都會有影響。數(shù)，對材料的脆化、微裂紋及疲勞強度都會有影響。第三節(jié) 高能束焊接激光焊第三節(jié) 高能束焊接激光焊激光的形成過程激光的形成過程 工作物質(zhì)工作物質(zhì) 激勵、受激輻射激勵、受激輻射 自激振蕩增益自激振蕩增益 外界能量注入（泵浦）外界能量注入（泵浦） 光學諧振腔光學諧振腔 第三節(jié) 高能束焊接激光焊CO2激光的產(chǎn)生激光的產(chǎn)生1. 激光束激光束2. 切向排風機切向排風機3. 氣流方向氣流方向4. 熱交換器熱交換器5. 后鏡后鏡6. 折疊鏡折疊鏡7. 高頻電極高頻電極8. 輸出鏡輸出鏡9. 輸出窗口輸出窗口 CO2激

8、光器系統(tǒng) 一般氣流的流動速度較慢一般氣流的流動速度較慢, ,將熱量從放電腔中帶走。將熱量從放電腔中帶走。YAG激光的產(chǎn)生激光的產(chǎn)生根據(jù)工作物質(zhì)分類：根據(jù)工作物質(zhì)分類： 紅寶石：激活離子紅寶石：激活離子Cr3+，波長：，波長：694.3nm，三能級；，三能級； Nd:YAG：激活離子：激活離子：Nd，波長：，波長：1.06 m，四能級；，四能級； 釹玻璃：釹玻璃： 激活離子：激活離子：Nd，波長，波長:1.06 m，四能級，四能級 脈沖寬度：脈沖寬度：100500ns，頻率：幾百，頻率：幾百62kHz。 YAG激光的產(chǎn)生激光的產(chǎn)生燈泵浦燈泵浦Nd:YAG激光器激光器 大功率激光器中，典型的大功率

9、激光器中，典型的Nd:YAG棒一般是長棒一般是長150mm，直徑，直徑710mm。泵浦過程中激光棒發(fā)熱，限制了每個棒的最大輸出功率。單。泵浦過程中激光棒發(fā)熱，限制了每個棒的最大輸出功率。單棒棒Nd:YAG激光器的功率范圍約為激光器的功率范圍約為50800W。 燈泵浦燈泵浦Nd:YAG體激光器體激光器 將幾個將幾個Nd:YAG棒串聯(lián)起來可獲得高棒串聯(lián)起來可獲得高功率的激光束，每個獨立的棒可通過透功率的激光束，每個獨立的棒可通過透鏡引導并規(guī)則的排列起來。鏡引導并規(guī)則的排列起來。 目前的目前的Nd:YAG激光器系統(tǒng)多達激光器系統(tǒng)多達8個腔。個腔。輸出輸出4kW功率。功率。 1kW的脈沖Nd:YAG激

10、光器YAG激光的產(chǎn)生激光的產(chǎn)生激光激光TIGTIG復合復合electrodearclaser beam旁軸激光與TIG復合 雙束激光與TIG同軸復合 多電極TIG與激光同軸復合laser beam 1lensarclaser beam 2激光激光MIGMIG復合復合利用填絲提高熔深、改善焊縫成型和接頭性能。利用填絲提高熔深、改善焊縫成型和接頭性能。對間隙、錯邊、對中的適應性更好，可焊接厚板。對間隙、錯邊、對中的適應性更好，可焊接厚板。適合焊接鋁合金、鎂合金、銅合金材料適合焊接鋁合金、鎂合金、銅合金材料激光等離子弧復合激光等離子弧復合加熱區(qū)更窄，對外界敏感更小，引燃性好。加熱區(qū)更窄，對外界敏感更

11、小，引燃性好。密度更大，弧長更長。密度更大，弧長更長。可旁軸復合，也可同軸復合。可旁軸復合，也可同軸復合。適合薄板對接、高速焊、鍍鋅板、鋁合金焊接。適合薄板對接、高速焊、鍍鋅板、鋁合金焊接。環(huán)狀電極同軸復合Laser beamPlasma torchPlasma arcWorkpieceLaser beamPlasma torchPlasma arcWorkpiece空心電極同軸復合激光雙電弧復合激光雙電弧復合能量輸入比普通激光能量輸入比普通激光MIGMIG復合減少，熔深增大。復合減少，熔深增大。焊接速度更高，焊接過程更穩(wěn)定。焊接速度更高，焊接過程更穩(wěn)定。相互之間位置的排布非常重要。相互之間位置的排布非常重要。尤其適合焊接厚板。尤其