激光焊接技术优缺点介绍

激光焊接技术的特点

优点

近年来,经过研究人员不断的探索和创新,激光焊接技术终于被成功开发和应用,并且,在某些领域中,传统的焊接技术已经完全被激光焊接技术所取代。激光焊接技术之所以可以被广泛的应用,一定是有其独有的优势。下面我们就介绍激光焊接技术的突出优点:

1)聚焦后的激光束具有很高的功率密度,加热速度快,可实现深熔焊和高速焊。由于激光加热范围小,在同等功率和焊接厚度条件下,焊接速度快、热影响区小、焊接应力和变形小。

2)激光能发射、透射,能在空间传播相当距离而衰减很小,可进行远距离或一些难以接近部位的焊接;激光可通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输、偏转、聚焦,特别适合于微型零件、难以接近的部位或远距离的焊接。

3)一台激光器可供多个工作台进行不同的工作,既可用于焊接,也可用于切割、合金化和热处理,一机多用。

4)激光在大气中损耗不大,可以穿过玻璃等透明物体,适合于在玻璃制成的密封容器里焊接被合金等剧毒材料;激光不受电磁场影响,不存在X射线防护,也不需要真空保护。

5)可以焊一般焊接方法难以焊接的材料,如高熔点金属等,甚至可用于非金属材料的焊接,如陶瓷、有机玻璃:焊后无需热处理,适合于某些对热输入敏感材料的焊接。

缺点

激光焊接虽然有上述诸多优点,但是在实际应用中人们也发现了激光焊接的许多不足之处:

1) 等离子屏蔽问题。在激光焊接中母材受热熔化、汽化形成深熔小孔时,孔中充满金属蒸汽,金属气体与激光作用形成等离子云。等离子云吸收和反射性很强,降低金属材料对激光的吸收率,使激光的能量利用率降低。此外等离子云强烈时还可能对激光产生负透镜效应,严重影响激光束的聚焦效果。

2) 桥接性差,焊缝装夹精度要求高。激光光斑直径很小,热作用区小,桥接能力很差,对焊缝接头对准的平整度和精度要求很高。采用激光焊接时焊缝的缝隙宽度不能大于0.2mm,否则激光透过缝隙太多,能量损失很大。同时接头两侧平整度太差时会发生焊接错位,将严重影响焊接质量。这一方面对激光接头的准备提出了很高的要求,另一方面要求装夹精确,对装夹的技术要求高,这都增加了工艺要求和焊接成本。在工业适用化上的技术难度较大。

3) 焊缝的硬度高,焊接热裂纹倾向大。激光焊接时功率密度很大,热作用区域很小,而热输入量小,所以焊接区域会产生很高的峰值温度和温度梯度,焊缝熔化金属快速凝固收缩,这会带来两方面的影响:一是焊缝的硬度很高,有时可能大大高于母材,这在诸如船舶等特殊工业中的应用有所限制;二是对于某些金属零件特别是经过深加工后存在高机械应力的金属焊接后工件热裂纹倾向大。

4) 凹陷及气孔问题。激光焊接过程一般不采用添加填充材料,由于母材端面存在间隙、深熔小孔内金属受热汽化,焊接后焊缝处有时会存在凹陷。焊速高时焊接所形成的金属蒸气来不及从焊缝里跑出,残留在快速熔化凝固后的焊缝里,也会形成气孔。

5) 对高反射金属如铝、铜等的焊接十分困难。铝铜及其合金对激光的反射非常高,起始的反射率高达90%以上,激光能量大部分被反射,难以形成深熔焊的小孔。

6) 采用激光焊接一个很致命的缺点是焊接设备成本很高,同时激光器的能量利用率低,以激光器为例总效率小于20%。而且大功率激光器运行时对昂贵的He气消耗巨大,生产成本也增加很大。但是激光焊接的熔深并非与激光功率成正比的增长,以低碳钢焊接为例,焊接熔深大概与功率的0. 6次方成正比。在20KW的激光功率下,熔深最大为15-20mm,功率达到90KW时最大熔深也只有45mm。其主要原因是:1) 熔深再增大时焊口侧壁的熔化金属会跨接起来,阻碍激光通过;2)高功率激光焊接时将产生大量的等离子体,而去除等离子体也越来越困难,对激光的屏蔽也越来越严重。激光器的输出镜由于温度的升高而产生应变,聚光性能也会越来越差,尤其在长时间使用时影响更是巨大。

(0)

相关推荐

  • 高功率蓝光半导体激光器为金属加工打开了新的大门

    高功率蓝光半导体激光器为金属加工打开了新的大门

  • 激光焊接机在铜材上焊接的应用

    铜属于高反光材料,铜的焊接一直是一个非常难跨越的技术难题,但在铜制品相关的加工行业在对铜部件进行焊接焊接作业时,不仅要保证焊缝的牢固性,还要保证焊缝的外观光滑平整不会影响到美观.这就归功于在进行焊接之 ...

  • 光纤激光焊接机在汽车行业的应用

    目前激光焊接机技术广泛应用于汽车制造行业,光纤激光焊接机除了有较高的焊接速度.较低焊接热输出.较小热影响区等优点,还能满足焊接变形的焊接需求.光纤激光焊接机在汽车领域受到广泛关注.下面介绍光纤激光焊接 ...

  • ​【一文读懂】汽车连接技术之激光钎焊工艺

    当今的汽车加工领域,激光焊接是必不可少的一项工艺.激光钎焊(Laserbrazing)作为激光焊接技术的一种,与熔焊相比,钎焊时的母材不熔化,仅钎料熔化,因而可以获得光滑的焊缝表面.激光钎焊焊接铝合金 ...

  • 激光焊接技术介绍及研究现状

    激光焊接是激光加工技术应用的重要方面之一,20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接.焊接过程属于热传导型,即激光加热工件表面,热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度.能量.峰值功率和重 ...

  • 比亚迪刀片电池的优缺点介绍,比亚迪刀片电池真相遭质疑

    比亚迪的刀片电池最开始被民众关注,是源于一个针刺试验的视频.这个针刺试验可谓是电池领域的"乞力马扎罗",试验时通过一根钢针,直接穿过电芯,导致内部线路大面积短路甚至发生起火的现象. ...

  • Unix和Linux如何区分?优缺点介绍

    现在操作系统有很多种,比如说Windows.Linux.Unix等,不过在很多人的意识中Unix和Linux属于相同的,那么它们之间有着怎样的区别呢?小编为大家详细介绍一下. 什么是Unix?有什么特 ...

  • X8CrNiS18-9材料优缺点介绍

    X8CrNiS18-9材料简介: X8CrNiS18-9材料优缺点介绍: X8CrNiS18-9是在302基础上提高磷和硫的含量改进易切削性能材料,在固溶态具有良好的塑性.韧性和冷加工性. X8CrN ...

  • 毫米波雷达的工作原理及优缺点介绍

    毫米波雷达概念 所谓的毫米波是无线电波中的一段,我们把波长为1-10毫米的电磁波称毫米波,它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼有两种波谱的特点.毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向 ...

  • 激光探针台应用介绍

    探针台大家不陌生了,是我们半导体实验室电性能测试的常用设备,也是各大实验室的熟客.优点太多了,成本低,用途广,操作方便,对环境要求也不高,即使没有超净间,普通的坏境也可以配置,测试结果稳定,客观.深受 ...

  • 华为mate40有什么优缺点 华为mate40优缺点介绍

    华为Mate40是华为最新推出的机型,那么这款手机有什么优点?缺点是什么?小编为大家带来最新的手机测评,感兴趣的朋友快来看看吧. 华为mate40优缺点介绍 华为Mate40有什么优点? 1.拍照方面 ...

  • 双活数据中心概念及优缺点介绍

    2021 导语 主备数据中心之间一般有热备.冷备.双活三种备份方式. 01 热备 热备的情况下,只有主数据中心承担用户的业务,此时备数据中心对主数据中心进行实时的备份,当主数据中心挂掉以后,备数据中心 ...

  • 不同糖尿病小鼠模型的优缺点介绍

    糖尿病是一组以胰岛素分泌缺陷或胰岛素作用不足所致高血糖为特征的代谢紊乱.糖尿病的慢性高血糖状态与长期并发症显著相关,即众多器官的损害,功能障碍和功能衰竭,特别是肾脏.眼.神经.心脏和血管. 据WHO2 ...