激光焊接技术及设备

  仪器信息网 ·  2009-03-30 19:49  ·  8504 次点击
激光焊接技术概述
激光焊接是以高功率聚焦的激光束为热源,熔化材料形成焊接接头的高精度高效率焊接方法。
激光焊接的应用始于1964年,但早期仅限于用小功率脉冲固体激光器进行薄小零件的焊接。70年代以来,随着千瓦级大功率CO2激光器的出现,激光深熔焊得到了迅速的发展。激光焊接的厚度已从零点几毫米提高到50mm,已应用于汽车、钢铁、航空、原子能、电气电子等重要工l部门。目前在世界各国激光加工的应用领域中,激光焊接的应用仅次于激光切割,约占20.9%。
激光焊接设备
激光焊接设备主要由激光器、导光系统、焊接机和控制系统组成。
1.激光器
用于激光焊接的激光器主要有CO2气体激光器和YAG固体激光器两种。两者优缺点比较如表1所示。
表1CO2激光器和YAG激光器比较
波长μm
可输出功率
光束质量
光纤传输
光学部件
运行消耗和维护
CO2激光器
10.6


不可
需特殊材料的光学部件(ZnSn、CaAs等),贵
需消耗气体;清理电极较麻烦
YAG激光器
1.06

次之

可用普通光学玻璃制造,便宜
只需必要时更换泵浦灯,维护简单
激光器最重要的性能是输出功率和光束质量。从这两方向考虑,CO2激光器比YAG激光器具有很大优势,是目前深熔焊接主要采用的激光器,生产上应用大多数还处在15~6kW范围,但现在世界上最大的CO2激光器已达50kW。而YAG激光器在过去相当长一段时间内提高功率有困难,一般功率小于1kW,用于薄小零件的微联接。但是,近几年来,国外在研制和生产大功率YAG激光器方面取得了突破性的进展,最大功率已达5kW,并已投人市场。由于其波长短,仅为CO2。激光的1/10,有利于金属表面吸收,可以用光纤传输,使导光系统大为简化。可以预料,大功率YAG激光焊接技术在今后一段时间内将获得迅速发展,成为CO2激光焊接强有力的竞争对手。
2.导光和聚焦系统
导光聚焦系统由圆偏振镜、扩束镜、反射镜或光纤、聚焦镜等组成,实现改变光束偏振状态、方向,传输光束和聚焦的功能。这些光学零件的状况对激光焊接质量有极其重要的影响。在大功率激光作用下,光学部件,尤其是透镜性能会劣化使透过率下降;会产生热透镜效应(透镜受热膨胀焦距缩短);表面污染也会增加传输损耗。所以光学部件的质量,维护和工作状态监测对保证焊接质量至关重要。
3.激光焊接机
它的作用是实现光束与工件之间的相对运动,完成激光焊接,分焊接专机和通用焊接机两种。后者常采用数控系统,有自角坐标二维、二维焊接机或关节型激光焊接机器人。

0 条回复

暂无讨论,说说你的看法吧!

 回复

你需要  登录  或  注册  后参与讨论!