激光焊接具有高精度、高生產(chǎn)速度、表面光潔度好、外形美觀大方等優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)秀的加工工藝。尤其是在汽車制造業(yè)中,激光焊件已成為車身制造工藝發(fā)展的主流。因此,精密焊接行業(yè),如眼鏡、五金電子、首飾、衛(wèi)浴廚具等,越來越廣泛地采用了該技術(shù)。
其加工過程為向加工工件表面區(qū)域輻射出方向性好,亮度高,強(qiáng)度高,單色性強(qiáng),相干性好的激光束,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后激光焦點(diǎn)功率密度104-107W/cm2,,通過激光與被焊物相互作用,在很短的時(shí)間內(nèi)使被焊物形成高度集中的熱源區(qū),熱能使被焊物區(qū)域熔化冷卻結(jié)晶,形成堅(jiān)固的焊點(diǎn)及焊縫。
針對不同激光器及其工作方式,可采用兩種常見的焊接方式,其中一種為脈沖激光焊,主要用于單點(diǎn)固定連續(xù)和簿件材料的焊接,從而形成一系列圓形焊點(diǎn);另一種是激光束自動跟蹤系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)對被焊工件的三維軌跡掃描,并將數(shù)據(jù)傳給控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,從而得到所需要的焊接工藝參數(shù)。一種名為連續(xù)激光焊的技術(shù)被廣泛應(yīng)用于大厚件的焊接和切割,其獨(dú)特之處在于能夠在焊接過程中形成一條無縫連接的焊縫。
一,焊接加工的好處:
1、利用激光焊接技術(shù),可實(shí)現(xiàn)接頭強(qiáng)度高、深寬比大、焊接速度快等優(yōu)點(diǎn)。
2、激光焊接無需在真空環(huán)境下進(jìn)行,因此可以通過透鏡和光纖實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動化生產(chǎn),從而提高生產(chǎn)效率。
3、激光的高功率密度使其在難焊材料(如鈦、石英等)的焊接中表現(xiàn)出卓越的效果,同時(shí)還能對各種性能材料進(jìn)行有效的焊接。
4、微型焊接可以經(jīng)過聚焦處理,激光束能夠產(chǎn)生微小的光斑,并且能夠精準(zhǔn)地定位,因此適用于大規(guī)模自動化生產(chǎn)的微型和小型工件的組裝焊接。
二、存在缺陷之處:
1、激光器及焊接系統(tǒng)各配件的價(jià)格較為昂貴,因此初期投資及維護(hù)成本比傳統(tǒng)焊接工藝高,經(jīng)濟(jì)效益較差。
2、由于固體材料對激光的吸收率較低,特別是在出現(xiàn)等離子體后(等離子體對激光具有吸收作用),因此激光焊接的轉(zhuǎn)化效率普遍較低(通常為5%~30%)。
3、由于激光焊接的聚焦光斑較小,對工件接頭的裝備精度要求較高,很小的裝備偏差就會產(chǎn)生較大的加工誤差。