激光焊接在現代工業加工中屬于不可或缺的重要的一部分,天弘激光激光焊接機主要分為脈沖激光焊接和連續激光焊接兩種。
脈沖激光主要用于1 m m厚度以內薄壁金屬材料的點焊和縫焊,其焊接過程屬于熱傳導型,即激光輻射加熱工件表面,再通過熱傳導向材料內部擴散,通過控制激光脈沖的波形、寬度、峰值功率和重復頻率等參數,使工件之間形成良好的連接。在3 C產品外殼、鋰電池、電子元器件、模具補焊等行業有著大量的應用。脈沖激光焊接最大的優點是工件整體溫升很小,熱影響范圍小,工件變形小。
連續激光焊接大部分都是高功率激光器,功率在500瓦以上,一般1mm以上的板材都應該使用這種激光器。其焊接機理是基于小孔效應的深熔焊,深寬比大,可達到5:1以上,焊接速度快,熱變形小。在機械、汽車、船舶等行業有著廣泛的應用。還有一部分小功率連續激光器,功率在幾十到幾百瓦之間,它們在塑料焊接及激光釬焊這些行業使用得比較多。
1、激光器工作原理
1.1、YAG激光器的工作原理
激光電源首先把脈沖氙燈點著,通過激光電源對氙燈脈沖放電,形成一定頻率,一定脈寬的光波,該光波經過聚光腔輻射到Nd 3+:YAG激光晶體上,激發Nd 3+:YAG激光晶體發光,再經過激光諧振腔諧振之后,發出波長為1064nm脈沖激光,該脈沖激光經過擴束、反射、(或經光纖傳輸)聚焦后打在所要焊接的物體上;在PLC或工業PC機的控制下,移動數控工作臺,從而完成焊接。焊接時所需要的脈沖激光的頻率、脈寬、波形、工作臺速度、移動方向均可用單片機、PLC或工業PC機來控制,通過對激光的頻率、脈寬的不同設定可調節控制脈沖激光的能量。
1.2、光纖激光器的工作原理
當泵浦光通過光纖中的稀土離子時,就會被稀土離子所吸收。這時吸收光子能量的稀土原子電子就會激勵到較高激射能級,從而實現離子數反轉,反轉后的離子數就會以輻射形式從高能級轉移到基態,并且釋放出能量,完成受激輻射。光纖激光器產生的激光通過光纖輸出,并與配套的工作臺配合,完成相應的焊接。光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續光纖激光器。其中,脈沖光纖激光器可通過激光的峰值功率、頻率、脈寬的設定來調節激光脈沖單點能量;連續光纖激光器則通過設定平均激光功率來調節輸出激光功率。
2、激光焊接特點
激光焊接是一種新型的焊接方式,激光焊接主要針對薄壁材料、精密零件的焊接,可實現點焊、對接焊、疊焊、密封焊等,其特點有:
具有高的深寬比,焊縫寬度小,熱影響區小,變形小,焊接速度快。
焊縫平整、美觀,焊后無需處理或只需簡單處理工序。
焊縫質量高,無氣孔,可減少和優化母材雜質,組織焊后可細化,焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母材金屬。
可精確控制,聚焦光點小,可高精度定位,易實現自動化。可實現某些異種材料間的焊接。
3、可焊接材料及行業應用
激光焊接可應用于廣告字焊接、大模具修補、多種材料的焊接:不銹鋼/碳鋼/鈦合金/鋁/部分銅材質及錫/鋅/鉻/金/銀大部分金屬材料;也可用于不同材質之間的焊接,例如:銅-鎳/銅-鈦/鈦-鉬等,焊接熔深,強度已經相關焊接速度,視材料不同各異。
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